[發明專利]一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備及其監測方法

在審

• 申請號: 201811623264.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109509711A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 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: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01N23/207
• 代理公司: 浙江一墨律師事務所 33252
• 代理人: 陳紅珊

本發明涉及一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備，包括X射線衍射監測裝置以及分析統計系統，X射線衍射監測裝置包括滑動軌道、測角儀圓環、X射線發射裝置、X射線接收裝置及計步器、測量記錄系統，X射線發射裝置發射的X射線投射到鈣鈦礦太陽能電池基片表面產生衍射，X射線接收裝置及計步器把捕捉到衍射線的數據傳輸至測量記錄系統，測量記錄系統將該數據傳輸至分析統計系統，分析統計系統的分析數據反饋至蒸發控制系統。本發明還提供一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備的監測方法。本發明通過監測鈣鈦礦薄膜的生產過程中的性能參數，控制其反應進程，提高各批次鈣鈦礦薄膜生產的重復性。

技術領域

本發明涉及太陽能電池生產設備的技術領域，特別涉及一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備及其監測方法。

背景技術

太陽能電池是一種光電轉換器件，利用半導體的光伏效應將太陽能轉化為電能。發展至今，太陽能發電已經成為除水力發電和風力發電之外最重要的可再生能源。現用于商業化的半導體有單晶硅、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，一種鈣鈦礦太陽能電池受到廣泛關注，這種鈣鈦礦太陽能電池以有機金屬鹵化物為光吸收層。鈣鈦礦為ABX₃型的立方八面體結構。此種材料制備的薄膜太陽能電池工藝簡便、生產成本低、穩定且轉化率高。自2009年至今，光電轉換效率從3.8%提升至22%以上，已高于商業化的晶硅太陽能電池且具有較大的成本優勢。

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

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備及其監測方法，通過監測鈣鈦礦薄膜的生產過程中的各類性能參數，控制其反應進程，提高各批次鈣鈦礦薄膜生產的重復性。

本發明是這樣實現的，提供一種實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備，包括X射線衍射監測裝置以及分析統計系統，所述X射線衍射監測裝置的X射線監測數據傳輸至分析統計系統，所述X射線衍射監測裝置包括滑動軌道、測角儀圓環、X射線發射裝置、X射線接收裝置及計步器、測量記錄系統，所述滑動軌道、測角儀圓環、X射線發射裝置以及X射線接收裝置及計步器設置在真空密封艙內，在所述真空密封艙內設置有加熱鈣鈦礦太陽能電池基片的加熱裝置，以及被蒸發控制系統控制的蒸發源，所述滑動軌道固定在真空密封艙內，所述測角儀圓環沿滑動軌道滑動，所述X射線發射裝置以及X射線接收裝置及計步器設置在測角儀圓環上，所述X射線接收裝置及計步器繞測角儀圓環旋轉，所述X射線發射裝置不斷改變入射角，發射的X射線投射到鈣鈦礦太陽能電池基片表面產生衍射，所述X射線接收裝置及計步器把捕捉到衍射線的數據傳輸至測量記錄系統，所述測量記錄系統將該數據傳輸至分析統計系統，所述分析統計系統的分析數據反饋至蒸發控制系統。

進一步地，所述X射線衍射監測裝置的測試次數與時間間隔由分析統計系統設置。

本發明是這樣實現的，還提供上述的一項所述的實時監測鈣鈦礦薄膜成膜質量的設備的監測方法，包括以下步驟：

S1、所述鈣鈦礦太陽能電池基片放置在真空密封艙內，開啟真空密封艙內的蒸發源對鈣鈦礦太陽能電池基片進行化學物質蒸鍍加工；