[發明專利]沉積腔室、鍍膜設備及鍍膜方法

在審

• 申請號: 201811303302.0
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN111206206A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 田保峽;聞益;曲士座
• 申請（專利權）人: 北京鉑陽頂榮光伏科技有限公司
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/24;C23C14/58
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

本發明提供一種沉積腔室、鍍膜設備及鍍膜方法，沉積腔室包括至少兩組金屬蒸發源和至少一組非金屬蒸發源；每組金屬蒸發源包括至少兩種金屬蒸發源；沿著沉積腔室的幅長方向，至少兩組金屬蒸發源分別設置于沉積腔室的兩側，且每組金屬蒸發源包括至少一排金屬蒸發源，每組金屬蒸發源呈直線或水平交錯的方式排布；每組金屬蒸發源的總數量為12個。鍍膜設備包括上述的沉積腔室。本發明改善了薄膜的性能，提高了太陽能薄膜電池的發電效率和成品率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池襯底鍍膜技術領域，尤其涉及一種沉積腔室、鍍膜設備及鍍膜方法。

背景技術

薄膜太陽能電池的研究近年來發展迅速，已成為太陽能電池領域中最活躍的方向，而其中銅銦鎵硒尤為引人注目，是太陽能電池材料體系中能夠同時兼顧高效率和低成本的、最好的和最現實的體系。

在諸多的制備鍍膜吸收層的技術中，磁控濺射法制備薄膜太陽電池容易實現大規模生產。

磁控濺射法是利用氣體放電產生正離子，正離子在電場的作用下，以較高運動速度轟擊作為陰極的靶，使靶材中的原子或分子逃逸出來而沉淀到鍍工件的表面，形成所需要的薄膜。

濺射過程建立在輝光放電的基礎上，即濺射離子都來源于氣體放電。不同的濺射技術所采用的輝光放電方式有所不同。直流二極濺射利用的是直流輝光放電；三極濺射是利用熱陰極支持的輝光放電；射頻濺射是利用射頻輝光放電；磁控濺射是利用環狀磁場控制下的輝光放電。濺射存在如下優勢：(1)任何物質均可以濺射，尤其是高熔點、低蒸氣壓的元素和化合物；(2)濺射膜與基板之間的附著性好；(3)薄膜密度高；(4)膜厚可控制和重復性好等。濺射亦存在如下缺點：(1)成膜速率差；(2)設備需要高壓裝置，導致設備復雜昂貴。(3)不適用于低硬度材料，如非金屬材料。

針對磁性濺射法成膜速率差、設備復雜昂貴、不適用于非金屬材料等缺點，現有技術開發了共蒸法對金屬材料和非金屬材料進行鍍膜。目前大部分的銅銦鎵硒電池都是利用真空蒸鍍的方式生產的，一般稱為共蒸鍍。共蒸鍍鍍膜是指在真空條件下，采用一定的加熱蒸發方式蒸發鍍膜材料(或稱膜料)并使之氣化成粒子，粒子飛至基片表面凝聚成膜的工藝方法。共蒸鍍具有成膜方法簡單、薄膜純度和致密性高、膜結構和性能獨特等優點；盡管共蒸鍍膜具有如上優勢，仍然存在如下問題：(1)不適用于高溶點材料，如鉬、鎢等，因為溶點高，蒸發太慢；(2)鍍膜厚度不容易控制；(3)蒸鍍的膜中心點厚，四周薄，鍍膜不均勻；(4)不適應大規模的生產。

由于上述共蒸鍍膜存在鍍膜厚度不均，鍍膜厚度不容易控制等問題，因此容易造成形成的膜性能不均的問題，進一步地會影響薄膜電池的發電效率和成品率。

綜上分析，現有技術方案中，缺少一種易于控制鍍膜厚度、提高鍍膜均勻性以及提高太陽能薄膜電池的發電效率和成品率的沉積腔室、鍍膜設備及鍍膜方法。

發明內容

本發明提供一種沉積腔室、鍍膜設備及鍍膜方法，以解決現有技術中濺射鍍膜法容易造成鍍膜厚度、物質等不同導致的薄膜性能不均，進一步地影響太陽能薄膜電池的發電效率和成品率的技術問題。

第一方面，本發明提供了一種沉積腔室，包括至少兩組金屬蒸發源和至少一組非金屬蒸發源；

每組所述金屬蒸發源包括至少兩種金屬蒸發源；

沿著所述沉積腔室的幅長方向，至少兩組所述金屬蒸發源分別設置于所述沉積腔室的兩側，且每組所述金屬蒸發源包括至少一排所述金屬蒸發源，每組所述金屬蒸發源呈直線或水平交錯的方式排布；每組所述金屬蒸發源的總數量為12個。本發明改善了鍍膜的均勻性；且通過在所述沉積腔室內設置12對金屬蒸發源，金屬蒸發源呈直線或水平交錯的方式排布于所述沉積腔室外壁上，改善了薄膜的性能，提高了太陽能薄膜電池的發電效率和成品率。

可選地，上述的沉積腔室，每組所述金屬蒸發源包括鎵Ga蒸發源、銦In蒸發源和銅Cu蒸發源；或/和所述非金屬蒸發源為Se蒸發源；