[發明專利]一種粉末蒸發裝置及其使用方法和應用

有效

• 申請號: 201810786067.0
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110724934B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杭州纖納光電科技有限公司
• 主分類號: C23C16/448
• 分類號: C23C16/448
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 楊文華

本發明涉及一種粉末蒸發裝置，包括底座，在底座上設置了加熱臺，在加熱臺上設置了主腔體，在主腔體內設置了容器，在容器內盛裝粉末材料，在容器的上方設有旋轉的粉末鋪平裝置，粉末鋪平裝置包括升降并轉動的轉軸和設置在轉軸末端的刮刀，刮刀隨轉軸下降到待蒸發的粉末材料內并對粉末材料進行攪拌，也隨轉軸下降到待蒸發的粉末材料的表面并把粉末材料的表面刮平；在主腔體上設置有充氣管路和抽氣管路，在所述抽氣管路上外接有廢氣過濾裝置和真空泵。本發明還涉及該裝置的使用方法和應用。本發明具有封閉、真空度可控、帶有粉末鋪平裝置等特點，蒸發時顆粒分散均勻，從而能用于制備大面積、結晶度高、均勻、致密的半導體薄膜。

技術領域

本發明涉及半導體薄膜制備的技術領域，特別涉及一種粉末蒸發裝置及其使用方法和應用。

背景技術

太陽能作為一種可再生能源，具有資源豐富、無污染、應用不受地理條件限制等特點，是未來能源結構的基礎。太陽能光伏技術是太陽能利用的重要領域之一，因而如何利用新材料、新技術來制備更清潔、環保的高效率電池就備受矚目，尤其是鈣鈦礦太陽電池，其鈣鈦礦光吸收層材料來源豐富、價格低廉，在近幾年飛速發展。

目前，鈣鈦礦太陽電池中鈣鈦礦光吸收層的制備方法有一步旋涂法、兩步旋涂法、連續沉積法、共蒸法、氣相輔助溶液法等。現有的技術如熱噴涂法、熱蒸發法、CVD法等，其蒸發源大多設置在非真空的環境中，受環境中的水、氧影響較大，且反應物蒸氣多是隨著載氣單向流通至基底表面再沉積、擴散并反應，這樣反應的速率較難控制，并且易導致基底各部位反應不均勻，難以實現產業化制備大面積的鈣鈦礦太陽電池。特別是前驅體粉末蒸發的均勻性及蒸發速率等因素決定了最后制得鈣鈦礦半導體薄膜的質量，面型蒸發源氣體分子不均勻的擴散在實際生產環節中會降低產品的良品率和穩定性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種粉末蒸發裝置及其使用方法和應用，具有平面型、封閉、真空度可控、帶有蒸發源粉末自動鋪平裝置等特點，蒸發時顆粒分散均勻，提供了一個均勻穩定的反應環境，從而能用于制備大面積、結晶度高、均勻、致密的半導體薄膜，并可嵌入大型生產線進行連續生產。

本發明是這樣實現的，提供一種粉末蒸發裝置，包括底座，在所述底座上設置了加熱臺，在所述加熱臺上設置了可開啟和密閉的主腔體，在所述主腔體內設置了容器，在所述容器內盛裝有待蒸發的粉末材料，在所述容器的上方設有粉末鋪平裝置，所述粉末鋪平裝置通過鋪平控制單元控制，所述粉末鋪平裝置包括升降并轉動的轉軸和設置在轉軸末端的刮刀，所述刮刀隨轉軸下降到待蒸發的粉末材料內并對粉末材料進行攪拌，也隨轉軸下降到待蒸發的粉末材料的表面并把粉末材料的表面刮平；在所述主腔體上設置有充氣管路和抽氣管路，在所述抽氣管路上外接有廢氣過濾裝置和真空泵，所述真空泵通過抽氣管路抽取主腔體內的廢氣，所述廢氣通過廢氣過濾裝置進行過濾。

本發明是這樣實現的，還提供一種如前所述的粉末蒸發裝置的使用方法，包括如下步驟：

第一步驟、打開所述主腔體，將適量的待蒸發的粉末材料注入容器內。

第二步驟、關上所述主腔體，通過真空泵對主腔體內抽真空，同時對加熱臺進行加熱。

第三步驟、通過所述鋪平控制單元調整刮刀的高度，并控制刮刀繞轉軸旋轉，在刮刀緊貼容器底部時，實現對粉末材料的翻攪，在所述刮刀距離容器底部一定高度時，實現對粉末材料的重新鋪展并將其表面刮平。

第四步驟、控制所述主腔體的溫度和真空度，持續地對容器內的粉末材料進行加熱蒸發。

本發明是這樣實現的，提供一種用于制備大面積鈣鈦礦半導體薄膜的面源裝置，在制備鈣鈦礦半導體薄膜時使用了如前所述的粉末蒸發裝置，或者采用如前所述的粉末蒸發裝置的使用方法來制備鈣鈦礦半導體薄膜。