[發(fā)明專(zhuān)利]鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811343768.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111180595A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州纖納光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/48
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/48;H01L21/66
• 代理公司: 浙江一墨律師事務(wù)所 33252
• 代理人: 陳紅珊

本發(fā)明涉及一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備，包括X射線光電子能譜分析系統(tǒng)、電子學(xué)系統(tǒng)以及分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，X射線光電子能譜分析系統(tǒng)包括X射線源、電子透鏡以及電子能量分析器，在電子能量分析器內(nèi)設(shè)置電子探測(cè)器，X射線源發(fā)射的X射線照射到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片表面產(chǎn)生光生電子，電子透鏡接收到上述光電子并傳輸至電子探測(cè)器，電子探測(cè)器將探測(cè)到的光電子信號(hào)經(jīng)過(guò)電子學(xué)系統(tǒng)傳輸至分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)反饋至蒸發(fā)控制系統(tǒng)。本發(fā)明還提供一種使用鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明通過(guò)監(jiān)測(cè)鈣鈦礦薄膜的生產(chǎn)過(guò)程中的性能參數(shù)，控制其反應(yīng)進(jìn)程，提高各批次鈣鈦礦薄膜生產(chǎn)的重復(fù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池是一種光電轉(zhuǎn)換器件，利用半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)展至今，太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)成為除水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電之外最重要的可再生能源。現(xiàn)用于商業(yè)化的半導(dǎo)體有單晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化鎘、銅銦鎵硒等等，但大多能耗大、成本高。

近年來(lái)，一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池受到廣泛關(guān)注，這種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以有機(jī)金屬鹵化物為光吸收層，其晶型結(jié)構(gòu)為ABX₃型的立方八面體結(jié)構(gòu)。此種材料制備的薄膜太陽(yáng)能電池工藝簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低、穩(wěn)定且轉(zhuǎn)化率高。自2009年至今，光電轉(zhuǎn)換效率已從3.8%提升至23%以上，顯示出巨大的商業(yè)價(jià)值。

各種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池薄膜成型工藝可分為兩大類(lèi)：溶液法和氣相法。溶液法操作簡(jiǎn)便，但薄膜均一性、重復(fù)性差，影響電池的效率。氣相法有雙源共蒸發(fā)法、氣相輔助溶液法、化學(xué)氣相沉積（CVD）等方法，其中氣相溶液輔助法可制備晶粒均一、晶粒尺寸大、表面粗糙度小的鈣鈦礦薄膜，但各批次的重復(fù)性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備及監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)鈣鈦礦薄膜的生產(chǎn)過(guò)程中的各類(lèi)性能參數(shù)，控制其反應(yīng)進(jìn)程，提高各批次鈣鈦礦薄膜生產(chǎn)的重復(fù)性。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備，包括X射線光電子能譜分析系統(tǒng)、電子學(xué)系統(tǒng)以及分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，所述X射線光電子能譜分析系統(tǒng)的X射線光電子能譜數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)電子學(xué)系統(tǒng)傳輸至分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，所述X射線光電子能譜分析系統(tǒng)包括X射線源、電子透鏡以及電子能量分析器，在所述電子能量分析器內(nèi)設(shè)置電子探測(cè)器，所述X射線源以及電子透鏡分別設(shè)置在真空密封艙的兩側(cè)部，在所述真空密封艙內(nèi)設(shè)置有加熱鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片的加熱臺(tái)，以及被蒸發(fā)控制系統(tǒng)控制的蒸發(fā)源，所述X射線源發(fā)射的X射線照射到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片表面產(chǎn)生光生電子，所述光生電子經(jīng)電子透鏡接收并傳輸至電子探測(cè)器，所述電子探測(cè)器將探測(cè)到的光電子信號(hào)經(jīng)過(guò)電子學(xué)系統(tǒng)傳輸至分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，所述分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)反饋至蒸發(fā)控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述X射線光電子能譜分析系統(tǒng)的測(cè)試次數(shù)與時(shí)間間隔由分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，還提供上述的一項(xiàng)所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

S1、所述鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片放置在真空密封艙內(nèi)，開(kāi)啟真空密封艙內(nèi)的蒸發(fā)源對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)蒸鍍加工；

S2、開(kāi)啟所述X射線光電子能譜分析系統(tǒng)、電子學(xué)系統(tǒng)以及分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，所述X射線源發(fā)出的X射線通過(guò)照射到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池基片表面產(chǎn)生光生電子，所述光生電子經(jīng)電子透鏡傳輸至電子能量分析器被其中的電子探測(cè)器接收，接收到的電子信號(hào)傳輸至電子學(xué)系統(tǒng)分析，再通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)反饋于蒸發(fā)控制系統(tǒng)，從而通過(guò)所述蒸發(fā)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)蒸鍍參數(shù)，控制鈣鈦礦薄膜反應(yīng)進(jìn)程；