一种薄膜太阳能电池的处理装置的制作方法

本实用新型实施例涉及光伏领域，特别涉及一种薄膜太阳能电池的处理装置。

背景技术：

当今全球光伏市场是以晶体硅太阳能电池为主，但高能耗的生产工艺导致能源资源的快速消耗将使社会无法承受，也必将制约着光伏产业更大规模的发展。因此，发展低成本、新型薄膜太阳能电池是未来国际光伏产业的必然趋势。CIGS(CuInxGa(1-x)Se2的简称)薄膜太阳能电池，是由Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素构成最佳比例的黄铜矿结晶薄膜太阳能电池，是在玻璃或其它廉价衬底上沉积6层以上化合物半导体和金属薄膜料，薄膜总厚度约3～4微米。该电池成本低、性能稳定、抗辐射能力强，其光电转换效率目前是各种薄膜太阳能电池之首，光谱响应范围宽，在阴雨天光强下输出功率高于其它任何种类太阳能电池，被国际上称为下一时代最有前途的廉价太阳能电池之一。

CIGS薄膜太阳能电池中通常包含有CdS(硫化镉)层，CdS是一种直接带隙Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，禁带宽度为2.42eV左右，常被用做薄膜太阳能电池的重要功能层材料。CdS层的制备方法有很多，包括磁控溅射、丝网印刷、热蒸发、电沉积和化学水浴沉积(Chemical Bath Deposition,CBD)等，其中CBD法属于非真空法，沉积设备简单；沉积温度低，能耗小；氨水可溶解CIGS表面的自然氧化物，达到清洁表面等作用，从而日益受到科研界及产业界青睐。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：通过CBD法沉积的CdS薄膜，由于晶粒较小，薄膜致密性差，容易形成漏电路径，从而降低电池性能。

技术实现要素：

本实用新型实施方式的目的在于提供一种薄膜太阳能电池的处理装置，能够提高电池性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种薄膜太阳能电池的热处理装置，包括：具有收容空间的腔体、加热所述腔体的加热丝，以及与所述加热丝相连的控制器，所述控制器控制加热丝的加热速度以及加热温度。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于所述加热装置包括加热所述腔体的加热丝，以及与所述加热丝相连的控制器，所述控制器控制加热丝的加热速度以及加热温度，从而可以对收容于所述收容空间中的叠层进行快速热处理，快速热处理能够促使CdS层再结晶，增加薄膜致密性，减少漏电路径；同时钝化界面处缺陷，减小缺陷浓度，改善pn结品质，从而提高电池性能。

可选的，还包括：分别与所述腔体相连的第一气体气源和氧气气源，所述第一气体气源为惰性气体气源或氮气气源。在对薄膜太阳能电池进行快速热处理的过程中，通入氧气能够实现CdS表面的适度氧化，抑制CdS/光吸收层界面的过度互扩散，防止过多的杂质形成复合中心而影响载流子收集，通入第一气体作保护气，防止氧气浓度过高发生危险。

可选的，所述腔体上设置有与所述收容空间连通的进气口和出气口，所述进气口经由气路与所述第一气体气源和氧气气源连通，所述气路包括与所述氧气气源相连的第一气路、与所述第一气体气源相连的第二气路、将第一气路和第二气路连接至所述进气口的第三气路。

可选的，所述第一气路上设置有第一气阀，所述第二气路上设置有第二气阀。

可选的，所述第一气路上还设置有第一流量调节阀，所述第二气路上还设置有第二流量调节阀。如此设置，能够精确控制通入所述收容空间的第一气体与氧气的流量比，从而控制CdS表面的氧化程度。

可选的，第三气路上设置有第三流量调节阀。如此设置，能够精确控制通入所述收容空间的气体流量。

可选的，第三气路上设置有第三气阀。

可选的，还包括与所述出气口相连的抽真空装置。

可选的，所述出气口经由第四气路与所述抽真空装置相连，所述第四气路上设置有第四气阀。如此设置，能够保证所述收容空间的真空度稳定，从而有利于所述薄膜的热处理。

可选的，还包括与所述收容空间连通的气压感测装置。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施方式提供的薄膜太阳能电池的处理装置的结构示意图；

图2是现有技术中的叠层和经过本实用新型实施方式中的处理装置处理得到的叠层构成的电池的I-V曲线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。

本实用新型的实施方式涉及一种薄膜太阳能电池的热处理装置100，如图1所示，包括：具有收容空间10的腔体11、加热腔体11的加热丝12，以及与加热丝12相连的控制器13，控制器13控制加热丝12的加热速度以及加热温度。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于热处理装置100包括加热腔体11的加热丝12，以及与加热丝12相连的控制器13，控制器13控制加热丝12的加热速度以及加热温度，从而可以对收容于收容空间10中的薄膜太阳能电池进行快速热处理，快速热处理能够促使CdS薄膜再结晶，增大晶粒，增加薄膜致密性，减少漏电路径；钝化界面缺陷，减小缺陷浓度；另外，快速热处理还能够促进Cd²⁺向光吸收层的表面层扩散，形成CdCu施主缺陷，使表面区电子密度增大，导致CIGS表面层能带弯曲或反型，有助于最小化界面区界面缺陷态的影响，减小界面复合速率，提升薄膜太阳能电池的开路电压，改善电池性能。

可选的，薄膜太阳能电池的热处理装置100还包括：分别与腔体11相连的第一气体气源14和氧气气源15，第一气体气源14为惰性气体气源或氮气气源。在对薄膜太阳能电池进行快速热处理的过程中，通入氧气能够实现CdS表面的适度氧化，抑制CdS/光吸收层界面的过度扩散，防止过多的杂质形成复合中心而影响载流子收集，通入第一气体作保护气，防止氧气浓度过高发生危险。

本实施方式中，腔体11上设置有与收容空间10连通的进气口16和出气口17，进气口16经由气路(图未示)与第一气体气源14和氧气气源15连通，气路(图未示)包括与氧气气源15相连的第一气路181、与第一气体气源14相连的第二气路182、将第一气路181和第二气路182连接至进气口16的第三气路183。另外，第一气路181上设置有第一气阀19，第二气路182上设置有第二气阀20。

值得一提的是，第一气路181上还设置有第一流量调节阀21，第二气路182上还设置有第二流量调节阀22。如此设置，能够精确控制通入收容空间10的第一气体与氧气的流量比，从而可以控制硫化镉层表面的氧化程度。本实施方式中，第三气路183上设置有第三流量调节阀23，如此设置，能够精确控制通入收容空间10的气体流量。另外，第三气路183上还可设置有第三气阀24。

本实施方式中，还包括与收容空间10连通的气压感测装置25，气压感测装置25实施检测腔体11内的气压。可以理解的是，流量调节阀也可以自带气压显示功能。

可选的，薄膜太阳能电池的热处理装置100还包括与出气口17相连的抽真空装置26。进一步的，出气口17经由第四气路184与抽真空装置26相连，第四气路184上设置有第四气阀27。通过抽真空装置26，能够使得收容空间10为真空状态，从而有利于后续精确控制第一气体和氧气的在腔体11中的比例，且在冷却过程中，能够防止薄膜太阳能电池与空气中的气体发生反应，从而提高了电池性能；通过第四气阀27能够保证收容空间10的真空度稳定在一定数值上，从而有利于控制叠层的热处理过程。本实施方式中，抽真空装置26可以是真空泵。

如图2所示，为电池的电流-电压曲线，其中，虚线与实线分别是现有技术中的叠层和经过本实用新型实施方式中的处理装置处理得到的叠层构成的电池的I-V曲线，由图可知，经过RTP处理后的叠层制得的电池的填充因子和开路电压都有了比较明显的提升。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。