專利名稱：銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于噴淋裝置技術領域，尤其是一種銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置。
背景技術：
隨著全球不可再生能源的逐漸減少，太陽能作為潔凈、可再生能源得到世界各國 高度重視。作為第三代太陽能電池的銅銦鎵硒(CIGS)等化合物薄膜太陽電池已成學學術 界和產業界研究發展的主攻方向。硫化鎘CdS、硫化鋅ZnS或碲化鎘CdTe等II-VI族化合物薄膜廣泛用作薄膜太陽 電池緩沖層。目前II-VI族化合物薄膜制備分為兩大類氣象法和溶液化學法。氣象法主 要包括真空蒸發、分子束外延、濺射、化學氣相沉積等。盡管氣相法是目前II-VI族化合 物薄膜的主要制備技術，但由于材料合成設備昂貴、制備過程復雜，得到的光伏電池成本很 高，不能得到大面積的推廣應用。溶液化學法主要包括化學浴沉積和電化學沉積，其中化學 浴沉積是目前制備薄膜太陽電池緩沖層最常用的方法，該方法成本低，操作簡單，可以嚴格 控制緩沖層的厚度、薄膜形貌、晶體結構等，但該方法產能低，重復性差，不適宜連續化規模 制備銅銦鎵硒太陽電池緩沖層。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供成本低、產能高，薄膜制備重復 性強，適宜連續化規模生產的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置。本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的一種銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，由兩端帶有放卷架和收卷架的傳送帶、 位于傳送帶上方的鍍液噴淋裝置、清洗裝置及干燥箱構成；鍍液噴淋裝置由相互垂直并內 路相通的兩根以上鍍液出泵管道和導液管構成，鍍液出泵管道通過增壓計量泵連接鍍液進 泵管道，導液管上固裝有鍍液噴嘴；清洗裝置由帶有清洗噴嘴的去離子水出泵管道，通過 水泵與去離子水進泵管道連接為一體。而且，所述傳送帶下面與鍍液噴嘴對應處固裝有襯底加熱器和襯底加熱器下面的 廢液槽。而且，所述盛有鍍液的容器下面有鍍液加熱器。而且，襯底加熱器和鍍液加熱器均串聯有熱偶單元。而且，傳送帶的下面與清洗噴嘴對應處固裝有廢水槽。而且，所述鍍液進泵管道和鍍液出泵管道表面包有電加熱套，電加熱套上串聯有 熱偶單元。而且，所述鍍液噴嘴為扁口噴嘴、錐口噴嘴、柱狀噴嘴或高壓噴嘴中的一種。本實用新型的優點和有益效果為1、本實用新型采用噴淋法制備銅銦鎵硒太陽電池緩沖層，利用動態結晶原理，采用噴嘴對傳送帶上的襯底進行水幕狀噴淋鍍液，極大提高了生產效率；采用增壓計量泵，鍍 液噴淋量得以控制，使噴淋后得到的II-vi族化合物薄膜厚度、均勻度、致密度得到保障， 并且成本低，重復性好。2、本實用新型采用動態結晶原理，使鍍液與襯底接觸產生結晶，襯底的表面不斷 與新鮮的鍍液相接觸，在接觸面不斷有新結晶的晶體生長出，實現納米厚度II-vi族化合 物薄膜的鍍制。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為圖1中鍍液矩陣噴嘴裝置結構示意圖；圖3a為圖2中鍍液噴嘴為瀑布狀噴嘴示意圖；圖3b為圖2中鍍液噴嘴為圓錐狀噴嘴示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。一種銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，創新點如圖1所示由兩端帶有放卷架4 和收卷架15的傳送帶5、位于傳送帶上方的鍍液噴淋裝置10、清洗裝置及干燥箱14構成； 圖2所示，鍍液噴淋裝置由相互垂直并內路相通的兩根以上鍍液出泵管道9和導液管20構 成矩陣式鍍液噴淋裝置；鍍液出泵管道通過增壓計量泵6連接鍍液進泵管道3，導液管上 固裝有鍍液噴嘴19 ；清洗裝置由帶有清洗噴嘴12的去離子水出泵管道13，通過水泵16與 去離子水容器18中的去離子水進泵管道17連接為一體；所述傳送帶下面與鍍液噴嘴對應 處固裝有襯底加熱器8和襯底加熱器下面的廢液槽7 ；所述盛有鍍液的容器2下面有鍍液 加熱器1 ；襯底加熱器和鍍液加熱器均串聯有熱偶單元(圖中未標注)；傳送帶的下面與清 洗噴嘴對應處固裝有廢水槽11 ；所述鍍液進泵管道和鍍液出泵管道表面包有電加熱套(圖 中未標注)，電加熱套上串聯有熱偶單元(圖中未標注)；所述鍍液噴嘴為扁口噴嘴、圖3a 所示的瀑布狀噴嘴或圖3b所示的圓錐狀噴嘴。本實用新型的操作過程(1)配置鍍液將含量0.005M醋酸鎘、5倍于醋酸鎘濃度的硫脲、0.005M銨鹽、 0. 005M氨水的混合溶液置于鍍液容器中攪拌后作為鍍液，接通電加熱板作為鍍液加熱器為 鍍液加熱，熱偶單元(圖中未標注)控制鍍液溫度為60°C ；(2)襯底選擇選擇卷狀銅箔作為襯底裝在放卷架上，襯底平鋪在生產線傳送帶 上，襯底端部繞在收卷架上，接通電加熱板作為襯底加熱器為襯底加熱，熱偶單元(圖中未 標注)控制襯底溫度為60°C ；(3)噴淋接通計量泵電源，將(1)中加熱后的鍍液由鍍液進泵管道流向鍍液出泵 管道，鍍液進泵管道和鍍液出泵管道表面包有加熱套，熱偶單元(圖中未標注)控制管道中 鍍液的溫度為60°C ；連接在鍍液出泵管道終端的鍍液噴嘴將鍍液噴淋在襯底上，由生產線 傳送帶的傳送速度控制襯底移動的速度，使襯底的噴淋時間為5min，噴淋后的廢液流入襯 底下面的廢液槽中，噴淋后的襯底移至去離子水清洗噴嘴下面，啟動水泵，去離子水容器中的去離子水經去離子水進泵管道流向去離子水出泵管道清洗鍍液后的襯底，清洗的廢水流 入廢水槽；清洗后的襯底移至生產線傳送帶上的干燥箱內，干燥后在襯底上形成一層厚度 10nm的CdS薄膜，即銅銦鎵硒太陽電池緩沖層。 本實用新型的工作原理在于，利用動態結晶的方法，使鍍液在襯底接觸處結晶。控 制鍍液的溫度，濃度，使鍍液在襯底接觸面不斷形成納米厚度的II VI族化合物結晶薄膜。 襯底的表面不斷與新鮮的鍍液相接觸，因此在接觸面不斷有新結晶的晶體生長出，從而實 現晶狀納米厚度薄膜的鍍制。利用噴淋法，將鍍液均勻噴淋在襯底表面，鍍液與襯底表面 接觸的過程中伴隨著沉積反應的發生，控制鍍液和襯底的界面反應，并且在鍍膜期間一直 保持濕潤。可實現卷對卷連續化工藝的生產條件，而不必局限在傳統的單片襯底鍍制薄膜 的情況，從而極大的提高了生產效率及產量。
權利要求一種銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于該裝置由兩端帶有放卷架和收卷架的傳送帶、位于傳送帶上方的鍍液噴淋裝置、清洗裝置及干燥箱構成；鍍液噴淋裝置由相互垂直并內路相通的兩根以上鍍液出泵管道和導液管構成，鍍液出泵管道通過增壓計量泵連接鍍液進泵管道，導液管上固裝有鍍液噴嘴；清洗裝置由帶有清洗噴嘴的去離子水出泵管道，通過水泵與去離子水進泵管道連接為一體。
2.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述傳送 帶下面與鍍液噴嘴對應處固裝有襯底加熱器和襯底加熱器下面的廢液槽。
3.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述盛有 鍍液的容器下面有鍍液加熱器。
4.根據權利要求2所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述襯底 加熱器串聯有熱偶單元。
5.根據權利要求3所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述鍍液 加熱器串聯有熱偶單元。
6.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于傳送帶的 下面與清洗噴嘴對應處固裝有廢水槽。
7.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述鍍液 進泵管道和鍍液出泵管道表面包有電加熱套，電加熱套上串聯有熱偶單元。
8.根據權利要求1所述的銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，其特征在于所述鍍液 噴嘴為扁口噴嘴、錐口噴嘴、柱狀噴嘴或高壓噴嘴中的一種。
專利摘要本實用新型涉及一種銅銦鎵硒太陽電池緩沖層制備裝置，由兩端帶有放卷架和收卷架的傳送帶、位于傳送帶上方的鍍液噴淋裝置、清洗裝置及干燥箱構成；鍍液噴淋裝置由相互垂直并內路相通的鍍液出泵管道和導液管構成，鍍液出泵管道通過增壓計量泵連接鍍液進泵管道，導液管上固裝有鍍液噴嘴；清洗裝置由帶有清洗噴嘴的去離子水出泵管道，通過水泵與去離子水進泵管道連接為一體。本實用新型采用噴淋法制備銅銦鎵硒太陽電池緩沖層，利用動態結晶原理，采用噴嘴對傳送帶上的襯底進行立體狀態噴淋鍍液，極大提高了生產效率；采用增壓計量泵，鍍液噴淋量得以控制，使噴淋后得到的II-VI族化合物薄膜厚度、均勻度、致密度得到保障，并且成本低，重復性好。
文檔編號H01L31/18GK201655826SQ200920252219
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者劉興江, 方小紅, 李巍, 李微 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所