[實用新型]一種硫化鎘化學水浴鍍膜反應器

有效

• 申請號: 201320196358.7
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN203270030U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 焦飛;趙夔;陸真冀;江濤
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C23C18/00
• 分類號: C23C18/00;H01L31/18
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 王巖

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池制備領域，具體涉及一種用于平板CIGS太陽能電池的硫化鎘化學水浴鍍膜反應器。?

背景技術

硫化鎘薄膜在銅銦鎵硒太陽能電池的各層薄膜中是十分重要的一層，屬于N型半導體，通過鎘離子在銅銦鎵硒CIGS界面上的擴散形成電池的PN結。?

硫化鎘薄膜是通過化學水浴鍍膜技術，在已鍍有CIGS薄膜的基片上鍍膜形成。現有的硫化鎘薄膜化學水浴鍍膜技術在制作平板CIGS太陽能電池的過程中，不論尺度大小，是先將配制好的常溫反應鍍液（通常使用的反應鍍液為醋酸鎘、硫脲、氨和去離子水，其配比為0.5～2/4～12/35～140/1500～4000，配制精度±1～3%，硫脲過量）注入一個能裝入多塊平板CIGS太陽能電池基片的反應槽，再裝入已鍍有CIGS薄膜的基片，在反應槽外部的化學水浴槽內通入65～95℃熱水加熱反應鍍液，達到反應溫度后反應槽內開始鍍膜，通過控制反應終點可以獲得高質量的薄膜，鍍膜后的廢液外排至后續鎘處理系統。為了使基片跟反應鍍液充分反應，生長硫化鎘薄膜的時間很長，如果反應鍍液的液面很低，則與空氣的界面產生的界面效應明顯。界面效應不僅使得基板自身不能生長硫化鎘薄膜，而且還會使基片上已有的CIGS薄膜脫落，因此，為了防止界面效應，需要大量的反應鍍液。?

上述技術和裝置雖然能夠得到需要的薄膜，操作也較簡單，但是由于化學反應鍍液只能一次性使用，浸泡式反應器的反應鍍液用量大，反應鍍液的鎘利用率只有5～20%，一般廢液鎘濃度高達150～180mg/l，鎘和其他的化學產物全部排至后部的鎘處理系統。鑒于鎘在環境中會給動植物的生存帶來巨大危害，必須嚴格處理至符合國家相應的排放標準方可，使得CIGS太陽能電池生產企業的鎘處理負擔重，資金投入大，形成在技術、管理及經營等多方面需要進一步解決的難題。?

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中存在的問題，采用超小型反應器結構，大幅度降低反應鍍液的用量，使反應鍍液的鎘利用率提高到50～70%，大大減少了鎘外排量和后續鎘處理系統的處理負荷。?

本實用新型的目的在于提供一種用于平板CIGS太陽能電池的硫化鎘化學水浴鍍膜反應器。?

本實用新型的用于平板CIGS太陽能電池的硫化鎘化學水浴鍍膜反應器包括：硫化鎘反應器、化學水浴槽、熱水循環系統及反應鍍液配制裝置；其中，硫化鎘反應器放置在化學水浴槽中；化學水浴槽與熱水循環系統相連接；進一步，硫化鎘反應器包括：注液管、排液管、密封件及兩片基片；其中，基片的一面鍍有銅銦鎵硒薄膜，兩片基片的鍍有銅銦鎵硒薄膜的面相對放置；兩片基片的兩端分別設置有密封件；注液管和排液管分別通過密封件伸入至兩片基片中；反應鍍液配制裝置與注液管相連接。?

基片上已經鍍有銅銦鎵硒薄膜，兩片基片的銅銦鎵硒薄膜相對放置，兩片基片之間的距離按反應鍍液設計濃度和基片尺度確定，一般為1～5mm，形成狹縫。兩片基片的兩端設置有密封件，密封件不僅將兩片基片固定，而且將兩片基片的內部空間密封，從而與化學水浴槽中的水浴熱水隔離。密封件上設置有注液孔和排液孔，注液管和排液管分別通過注液孔和排液孔插進密封件伸入至兩片基片中，反應鍍液通過注液管注入至兩片基片的之間的狹縫。硫化鎘反應器放置在化學水浴槽中，化學水浴槽內盛放有水浴熱水，水浴熱水采用熱水循環系統將溫度維持在65～85℃±1℃之間。熱水循環系統包括熱水循環注水管道、熱水循環加熱裝置和熱水循環回水管道，水浴熱水從熱水循環加熱裝置通過熱水循環注水管道流入化學水浴槽內，通過熱水循環回水管道流回熱水循環加熱裝置，從而保證化學水浴槽內的水浴熱水的溫度穩定均衡。?

進一步，本實用新型還包括真空注排液裝置，真空注排液裝置與排液管相連接，從而能夠采用真空注入或排出反應鍍液。?

進一步，本實用新型還包括兩片固定板，兩片固定板分別設置在兩片基片的外側，兩片固定板與兩端的密封件構成固定框。?

采用本實用新型的硫化鎘化學水浴鍍膜反應器的硫化鎘薄膜的鍍膜方法包括以下步驟：?

1）將兩片鍍有銅銦鎵硒薄膜的基片相對放置，兩端分別用密封件固定，兩片基片之間?

的距離按反應鍍液設計濃度和基片尺度確定，一般為1～5mm，形成硫化鎘反應器；?

2）將按設計比例配制的反應鍍液通過注液管，均勻注入兩片基片之間的狹縫中，要求?

反應鍍液不混濁、注滿且無氣泡，采用通常的直接注液方法從通過注液管注入反應鍍液?

或利用真空注排液裝置的負壓作用自排液管排氣同時自注液管注入反應鍍液均可；?