专利名称：工业化生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用磁控溅射真空镀膜，工业化生产铜铟硫软体薄膜式太阳能电 池组件技术。具体是一种由磁控溅射真空镀膜机组合，分三工段完成制备软体薄膜式太阳 能电池组件的方法。
背景技术：
现有技术；将软体的带状金属或塑胶基材箔卷材，剪切成段，送入真空杂物清理室 并将基材带箔加热到200-300 °C，利用等离子或辉光放电法进行表面杂物清理后，再送入绝 缘膜磁控溅射真空室”。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材用磁控溅射法在基材带箔上板 表面溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜后，送入背电极磁控溅射真空室。采用铜钼合金靶材， 应用磁控溅射法，溅镀铜钼合金背电极膜。再进行激光刻蚀划线后，送入铜铟镓磁控溅射真 空室，采用铜铟镓合金靶材，应用磁控溅射法，溅镀铜铟镓合金膜。再送硫化结晶炉内，进硫 化结晶。即完成了 P型半导体薄膜的制备。再送入“n型半导体层磁控溅射真空室”。采用 ZnS硫化锌合金靶材，使用磁控溅射法在铜铟硫P型半导体基材带箔上表面溅镀硫化锌n型 半导体膜。此段已形成了 P-n结铜铟硫半导体膜层基材带箔。溅镀后的P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔，送入上电极透明导电层IC0膜磁 控溅射真空室。采用二氧化锡合金靶材，使用磁控溅射法在P-n结铜铟镓半倒替膜层基材 带箔表面上，溅镀二氧化锡上电极透明导电IC0膜。溅镀透明导电IC0膜后的基材带箔，再进入净化空气的激光刻蚀机，刻蚀电极后， 剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件再送入透明氟化镁减反射膜磁控溅射真 空室”。采用氟化镁合金靶材，使用磁控溅射法，溅镀透明氟化镁减反射膜。继而进入真空 封装室，封装透明保护膜后再进入冷却室，冷却到50°C以下的成品铜铟硫太阳能电池组件
发明内容
；本发明的目的是；克服上述多工序生产繁杂的缺点，提供分三工段完成，并能提高 大规模生产效率、保证产品质量的制备方法。本发明的具体内容；本发明，工业化生产软体薄膜式铜铟硫太阳能电池的方法其特征在于；全部工业 化生产分三段工序完成。第一工段；清理，贱镀铜铟硫膜系统将软体的带状卷材金属或塑胶基材箔，以始端开始连续均速输送入真空连续隧道 第一室段“杂物清理段”，并将基材带箔加热到200-300°C，利用等离子或辉光放电法进行表 面杂物清理后，用真空隔离窄缝伐隔离。基材带箔以均速行走进入真空连续隧道第二室段 “绝缘膜磁控溅射真空室”。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材用磁控溅射法在基材带箔上 表面，溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜。再用真空隔离窄缝伐隔离。基材带箔继续以均速 行走进入真空连续隧道第三室段“背电极磁控溅射真空室”。
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沿基材带箔行走方向即在背电极层磁控溅射室纵向，基材带箔上表面设定的距离 内，平行设置多个两端头张紧的镀膜遮挡线，用于在溅镀背电极膜时，遮挡背电极铜钼合金 膜，不再溅镀在基材带箔的绝缘层表面，替代原激光刻蚀划线工序。采用铜钼合金靶材，应用磁控溅射法，在基材带箔的绝缘层表面溅镀铜钼合金背 电极膜溅镀并遮挡划线后的铜钼合金背电极基材带箔，通过真空隔离窄缝伐隔离。续以 均速行走进入真空连续隧道第四室段“铜铟镓磁控溅射真空室”，为防止氧化在抽真空前先 通入氢气和氩气。采用铜铟镓合金靶材，应用磁控溅射法，溅镀铜铟镓合金膜。溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔，通过真空隔离窄缝伐隔离，继续均速行走进入往 复式硫化储带箔车上，当往复式硫化储带箔车绕储满后，用剪切机切断溅镀铜铟镓合金膜 的基材带箔，用另一台往复式硫化储带箔空车继续绕储铜铟镓合金膜的基材带箔。第二工段；硫化系统将已绕储满的往复式硫化储带箔车送进硫化结晶炉内，进行硫化结晶。硫化介质 为H2S气体或者S粉的低温炉中进行硫化处理，利用氩气作载气，温度保持在350--450°C， 硫化时间为10-30分钟后，通过真空隔离窄缝伐隔离，连续均速进入往复式冷却室。将硫化 结晶后的铜铟硫基材带箔冷却到200-250°C，即完成了 P型半导体薄膜的制备。第三工段；贱镀硫化锌n型膜，上电极，刻蚀电极，减反射膜，封装工段系统通过真空隔离窄缝伐再送入真空连续隧道第五室段“n型半导体层磁控溅射真空 室”。采用ZnS硫化锌合金靶材，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅 镀硫化锌n型半导体膜。此段已形成了 P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔。溅镀后的P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔，通过真空隔离窄缝伐再送入真空 连续隧道第六室段“上电极透明导电层IC0膜磁控溅射真空室”。采用二氧化锡合金靶材， 使用磁控溅射法在P-n结铜铟镓硫半导体膜基材带箔表面上，溅镀二氧化锡上电极透明导 电IC0膜。溅镀透明导电IC0膜后的基材带箔，通过真空隔离窄缝伐隔离，再连续均速进入 净化空气的激光刻蚀机，刻蚀电极后，通过真空隔离窄缝伐，再送入真空连续隧道第七室段 “透明氟化镁减反射膜磁控溅射真空室”。采用氟化镁合金靶材，使用磁控溅射法在溅镀过 透明导电IC0膜的基材带箔表面上，溅镀透明氟化镁减反射膜磁。使用真空隔离窄缝伐隔 离封闭真空室。继而进入真空封装室，封装透明保护膜敷设电极后再进入冷却室，冷却到 50°C以下的成品铜铟镓硫太阳能电池组件带箔，通过卷绕机卷绕成卷后，根据用户功率的 需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件。全部系统制备铜铟镓硫太阳能电池组件，分三段生产工序完成的，一是清理贱镀 铜铟镓膜工段，二是硫化工段，三是贱镀硫化锌n型膜，上电极，刻蚀电极，减反射膜，封装 工段。全部系统，带箔溅镀材料厚度、结晶度、温度均采用闭环自控系统控制，以保证产品的质量。
；图“1”为第一工段；清理，贱镀铜铟硫膜系统示意图；图“2”为第二工段硫化系统示意图“3”为第三工段贱镀硫化锌n型膜，上电极，刻蚀电极，减反射膜，封装工段系统 示意图；图“4”为真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”，遮挡溅镀背电极铜钼 合金膜，替代原激光刻蚀划线。横切面示意图；图中；1，软体带状卷材金属或塑胶基材箔\2，软体的带状卷材金属或塑胶基材箔卷3，真空连续隧道室第一段“杂物清理段4，加热器5，等离子或辉光放电发生器6，真空连续隧道室第二段“绝缘层磁控溅射真空室”7，二氧化硅或二氧化钛合金靶材 8，背电极镀膜遮挡线9，真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”10，铜钼合金靶材 11，真空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控溅射真空室” 12，铜 铟镓合金靶材13+1(|，真空隔离窄缝伐 14，往复式硫化储带箔车 15，硫化结晶炉16，利用氩气作载H2S或S粉发生器 17，复式冷却室18，散热器 19，真空连续隧道室第五段“硫化锌磁控溅射真空室”20，硫化锌合金靶材 21，真空连续隧道室第六段“上电极透明导电层IC0膜磁 控溅射真空室” 22，二氧化锡合金靶材23，激光刻蚀机 24，刻蚀电极 25，真空连续隧道室第七段“透明氟化镁减 反射膜磁控溅射真空室” 26氟化镁合金靶材，27，真空封装室 28，透明保护膜29，冷却室 30，铜铟镓硫太阳能电池组件带箔，31，铜铟镓硫太阳能电池组件带箔卷绕机32，背电极铜钼合金膜 33，阴极34，二氧化硅或二氧化钛绝缘层 35，永久磁铁参照
具体实施方式
；图1，第一工段；清理，贱镀铜铟硫膜系统示意图；在图“1”中将软体的带状卷材金属或塑胶基材箔1，始端开始连续均速送入真空连续隧道室 第一段“杂物清理段” 3，并通过加热器4，将基材带箔1，加热到200-300°C。利用等离子或 辉光放电发生器5，发生的等离子或辉光放电轰击基材带箔1，进行表面杂物清理处理后， 用真空隔离窄缝伐13_i隔离。清理后的基材带箔1，以均速行走进入真空连续隧道室第二段 “绝缘层磁控溅射真空室”6。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材7，用磁控溅射法在基材带 箔1上表面，溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜。再用真空隔离窄缝伐13_2隔离。基材带箔 1继续以均速行走进入真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”9。沿基材带箔1 行走方向即在背电极磁控溅射室9纵向，基材带箔1上表面，设定距离高度，平行设置多个 两端头张紧的镀膜遮挡线8，用于在溅镀背电极膜时，遮挡背电极铜钼合金膜，不再溅镀在 基材带箔1的绝缘层表面，替代原激光刻蚀划线。采用铜钼合金靶材10，应用磁控溅射法，溅镀铜钼合金背电极膜。溅镀并遮挡成线后的铜钼合金背电极基材带箔1，通过真空隔离窄缝伐13_3，隔离。续以均速行走进入真 空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控溅射真空室11”，为防止氧化在抽真空前先通入氢气和氩 气。采用铜铟镓合金靶材12，应用磁控溅射法，溅镀铜铟镓合金膜。温度200-250°C。溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔1，通过真空隔离窄缝伐13_4隔离，继续均速行走进 入往复式硫化储带箔车14上，当往复式硫化储带箔车14绕储满后，用剪切机切断溅镀铜铟 镓合金膜的基材带箔，用另一台往复式硫化储带箔空车继续绕储铜铟镓合金膜的基材带箔 1。图2，第二工段；硫化系统示意图；在图“2”中将已绕储满的往复式硫化储带箔车14送进硫化结晶炉15内，进行硫化结晶。 硫化介质为H2S气体或者S粉的低温炉中进行硫化处理，利用氩气作载气，温度保持在 350-450°C，硫化时间为10-30分钟后，通过真空隔离窄缝伐13_5隔离，连续均速进入往复 式冷却室17。将硫化结晶后的铜铟硫基材带箔1冷却到200-250°C，即完成了 P型半导体 薄膜的制备。图3，为第三工段；贱镀硫化锌n型膜，上电极，刻蚀电极，减反射膜，封装工段系统 示意图；在图“3”中通过真空隔离窄缝伐13_6，再送入真空连续隧道室第五段“硫化锌磁控溅射真空 室19。采用硫化锌合金靶材20，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅 镀硫化锌n型半导体膜。此段已形成了 P-n结铜铟镓硒半导体膜层基材带箔。溅镀后的P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔，通过真空隔离窄缝伐13_7，再送入 真空连续隧道室第六段“上电极透明导电层IC0膜磁控溅射真空室”21。采用二氧化锡合金 靶材22，使用磁控溅射法，在P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔表面上，溅镀二氧化锡， 上电极透明导电IC0膜。溅镀透明导电IC0膜后的基材带箔1，通过真空隔离窄缝伐13_8隔离。再连续均 速进入激光刻蚀机23，应用激光束蚀划电极24，刻蚀电极后，通过真空隔离窄缝伐13_9，再 送入真空连续隧道室第七段“透明氟化镁减反射膜磁控溅射真空室” 25。采用氟化镁合金 靶材26，使用磁控溅射法在溅镀过透明导电IC0膜的基材带箔表面上，溅镀透明氟化镁减 反射膜。使用真空隔离窄缝伐13_1(|隔离封闭真空室。继而进入真空封装室27，封装透明保 护膜28后，再进入冷却室29，冷却到50°C以下的成品铜铟硫太阳能电池组件带箔30，通过 卷绕机卷绕成卷31后，根据用户功率的需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电 池组件。图4 ；真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”，遮挡溅镀背电极铜钼合 金膜，替代原激光刻蚀划线。横切面示意图；在图“4” 中；在真空连续隧道第三室段“背电极磁控溅射真空室” 9内，上侧设置，永久磁铁35 依次按装阴极33，铜钼合金靶材10。下侧软体带状卷材金属或塑胶基材箔1上表面已溅镀 二氧化硅或二氧化钛绝缘层34表面上，在设定的高度距离内，安装背电极镀膜遮挡线8，使 连续行走的软体带状卷材金属或塑胶基材箔1，不产生磨擦。溅射产生的二次电子在阴极33位降区内被加速成高能电子，在电场和永久磁铁35磁场的联合下，作摆线运动飞向二氧 化硅或二氧化钛绝缘层34。由于背电极镀膜遮挡线8遮挡的原因，未遮挡处表面，溅镀背电 极铜钼合金膜32，镀膜遮挡线8遮挡处，末能溅镀膜层，因此替代了激光刻蚀划线工序。
权利要求
工业化生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方法它是由软体带状卷材金属或塑胶基材箔(1)、真空连续隧道室第一，至第七段(3)，(6)、(9)、(11)、(19)、(21)、(25)和硫化炉(15)等组成，其特征是；全部工业化生产分三段工序完成第一工段；清理，贱镀铜铟镓膜系统，将软体的带状卷材金属或塑胶基材箔(1)，始端连续均速送入真空连续隧道第一室段“杂物清理段”(3)，并通过加热器(4)，将基材带箔(1)，加热到200-300℃利用等离子或辉光放电发生器(5)，发生的等离子或辉光放电轰击基材带箔(1)，进行表面杂物清理处理后，用真空隔离窄缝伐(13-1)隔离清理后的基材带箔(1)，以均速行走进入真空连续隧道第二室段“绝缘层磁控溅射真空室”(6)，采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材(7)，用磁控溅射法在基材带箔(1)上表面，溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜，再用真空隔离窄缝伐(13-2)隔离，基材带箔(1)继续以均速行走进入真空连续隧道第三室段“背电极磁控溅射真空室”(9)，沿基材带箔(1)行走方向即在背电极磁控溅射室(9)纵向，基材带箔(1)上表面，设定距离高度，平行设置多个两端头张紧的镀膜遮挡线(8)，用于在溅镀背电极膜时，遮挡背电极铜钼合金膜，不再溅镀在基材带箔1的绝缘层表面，替代原激光刻蚀划线采用铜钼合金靶材(10)，应用磁控溅射法，溅镀铜钼合金背电极膜，溅镀并遮挡成线后的铜钼合金背电极基材带箔(1)，通过真空隔离窄缝伐(13-3，)隔离，续以均速行走进入真空连续隧道第四室段“铜铟镓磁控溅射真空室(11)”，为防止氧化在抽真空前先通入氢气和氩气采用铜铟镓合金靶材(12)，应用磁控溅射法，溅镀铜铟镓合金膜。温度200-250℃，溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔1，通过真空隔离窄缝伐(13-4)隔离，继续均速行走进入往复式硫化储带箔车(14)上，当往复式硫化储带箔车(14)绕储满后，用剪切机切断溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔，用另一台往复式硫化储带箔空车(14)继续绕储铜铟镓合金膜的基材带箔(1)第二工段；硫化系统；将已绕储满铜铟镓合金膜的往复式硫化储带箔车(14)送进硫化结晶炉(15)内，进行硫化结晶。硫化介质为H2S气体或者S粉的低温炉中进行硫化处理，利用氩气作载气，温度保持在350--450℃，硫化时间为10-30分钟后，通过真空隔离窄缝伐(13-5)隔离，连续均速进入往复式冷却室(17)，将硫化结晶后的铜铟镓硫基材带箔(1)冷却到200-250℃，即完成了P型半导体薄膜的制备第三工段；贱镀硫化锌n型膜，上电极，刻蚀电极，减反射膜，封装工段系统；通过真空隔离窄缝伐(13-6)，再送入真空连续隧道第五室段“硫化锌磁控溅射真空室(19)，采用硫化锌合金靶材(20)，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅镀硫化锌n型半导体膜。此段已形成了P-n结铜铟镓硒半导体膜层基材带箔溅镀后的P-n结铜铟镓硒半导体膜层基材带箔，通过真空隔离窄缝伐(13-7)，再送入真空连续隧道第六室段“上电极透明导电层ICO膜磁控溅射真空室”21采用二氧化锡合金靶材(22)，使用磁控溅射法，在P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔表面上，溅镀二氧化锡，上电极透明导电ICO膜溅镀透明导电ICO膜后的基材带箔(1)，通过真空隔离窄缝伐(13-8)隔离，再连续均速进入激光刻蚀机(23)，应用激光束蚀划电极(24)，刻蚀电极后，通过真空隔离窄缝伐(13-9)，再送入真空连续隧道第七室段“透明氟化镁减反射膜磁控溅射真空室”(25)，采用氟化镁合金靶材(26)，使用磁控溅射法在溅镀过透明导电ICO膜的基材带箔表面上，溅镀透明氟化镁减反射膜。使用真空隔离窄缝伐(13-10)隔离封闭真空室。继而进入真空封装室(27)，封装透明保护膜(28)后，再进入冷却室(29)，冷却到50℃以下的成品铜铟硫太阳能电池组件带箔(30)，通过卷绕机卷绕成卷(31)后，根据用户功率的需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件。
2.根据权利要求书(1)所述的工业化生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方 法，其特征是；在真空连续隧道第三室段“背电极磁控溅射真空室”(9)内，上侧设置永久磁 铁(35)依次按装阴极(33)，铜钼合金靶材(10)下侧软体带状卷材金属或塑胶基材箔(1) 上表面已溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘层(34)表面上，在设定的高度距离内，安装背电极 镀膜遮挡线(8)，使连续行走的软体带状卷材金属或塑胶基材箔(1)，不产生磨擦溅射产 生的二次电子在阴极(33)位降区内被加速成高能电子，在电场和永久磁铁(35)磁场的联 合下，作摆线运动飞向二氧化硅或二氧化钛绝缘层(34)，由于背电极镀膜遮挡线(8)遮挡 的原因，未遮挡处表面，溅镀背电极铜钼合金膜(32)，镀膜遮挡线(8)遮挡处，末能溅镀膜 层，因此替代了激光刻蚀划线工序。
全文摘要
一种工业化生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方法它是由软体带状卷材金属或塑胶基材箔1，真空连续隧道室第一，至第七段3，6，9，11，19，21，25，室和硫化炉15等组成，其特征是；全部工业化生产分三段工序完成第一段工序基材箔1，通过3，6，9，11，真空溅镀室，镀铜铟镓膜由往复式硫化储带箔车14卷绕满载后剪断，进行第二段工序送入硫化炉15内硫化结晶后，进行第三段工序将溅镀铜铟镓硫带箔送入硫化锌磁控溅射真空室19溅镀硫化锌膜，溅镀上电极透明导电膜，激光刻蚀电极后溅镀减反射膜，封装保护膜即制备成卷材铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件。其优点可大规模工业化生产，质量稳定。
文档编号H01L31/18GK101859810SQ20091013487
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月12日 优先权日2009年4月12日
发明者郭玉钦 申请人:郭玉钦