专利名称：铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电池的生产设备，特别涉及一种铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置。
背景技术：
铜铟镓硒太阳能电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近于晶体硅太阳能电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为新型薄膜太阳能电池，但是其对工艺和制备条件的要求很
闻。 铜铟镓硒薄膜太阳能电池采用钠钙玻璃，薄膜的形成有第一步，沉积鉬薄膜形成底电极；第二步，沉积铜铟镓薄膜形成预制层；第三步，通过硒化与硫化反应生成铜铟镓硒晶体；第四步，形成硫化镉薄膜；第五步，形成顶点极薄膜。其中第三步的硒化与硫化反应而生成铜铟镓硒晶体，是以上几个步骤中最重要的一步。现有的铜铟镓硒太阳能电池生产过程中进行硒化与硫化反应没有专门的设备，各厂家都是根据其工艺条件制作相应的设备来实现硒化与硫化反应。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，满足铜铟镓硒太阳能电池生产过程中基片的硒化与硫化反应需要。为实现上述目的，本实用新型的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，包括外腔体，其设有用于基片进出的外腔体入口和外腔体出口，所述外腔体入口和外腔体出口上分别设有喷气隔离装置；位于所述外腔体内的至少两个反应腔体，每个所述反应腔体设有用于基片进出的反应腔体入口和反应腔体出口，所述反应腔体入口和反应腔体出口上分别设有喷气隔离装置，所述反应腔体上分别设有硒蒸汽管或硫蒸汽管；置于所述反应腔体外的多个加热器；包覆在所述反应腔体外的热反射层，所述加热器置于所述反应腔体和热反射层之间；以及输送基片进出所述反应腔体的输送机。所述外腔体上设置有抽气口。在相邻的两个反应腔体之间设有多个第二加热器，所述多个第二加热器外设有第
二热反射层。采用本实用新型的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，可实现基片的硒化与硫化反应，确保硒化与硫化反应的工艺要求。采用本实用新型，还可以只用做硒化或硫化反应。
图I为本实用新型的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置的示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置包括外腔体10，其设有用于基片100进出的外腔体入口和外腔体出口，所述外腔体入口和外腔体出口上分别设有喷气隔离装置11、12 ；位于所述外腔体10内的至少两个反应腔体20，每个所述反应腔体20设有用于基片100进出的反应腔体入口和反应腔体出口，所述反应腔体入口和反应腔体出口上分别设有喷气隔离装置21、22，所述反应腔体20上分别设有硒蒸汽管40或硫蒸汽管50 ；置于所述反应腔体20外的多个加热器23 ；包覆在所述反应腔体20外的热反射层30，所述加热器23置于所述反应腔体20和 热反射层30之间；以及输送基片100进出所述反应腔体20的输送机101。所述输送机101可以由多个滚轮或滚柱构成，输送机101穿过所述外腔体10和反应腔体20。输送机101输送基片100经过外腔体入口和反应腔体入口进入一个反应腔体20，完成硒化或硫化反应后，经过反应腔体出口后再进入相邻的一个反应腔体20进行硒化或硫化反应，再完成所有反应腔体的反应后，经过反应腔体出口和外腔体出口出来。外腔体10由金属构成，如不锈钢、碳钢等。各反应腔体20上分别连接硒蒸汽管40或硫蒸汽管50，以使基片100在相应的反应腔体20内进行硒化或硫化反应。具体那个反应腔体连硒蒸汽管40或硫蒸汽管50，可以根据太阳能基片100的工艺要求来设定。所述硒蒸汽管40和硫蒸汽管50分别连接一硒蒸汽源42和硫蒸汽源52，分别用于向反应腔体20内输送硒蒸汽和硫蒸汽。所述硒蒸汽管40和硫蒸汽管50上分别设有一调节阀41、51，可调节流量，或者在需要停止向反应腔体20内输送硒蒸汽或硫蒸汽时可关闭相应的调节阀。所述喷气隔离装置11、12、21、22是由某种气体在一定压力和流量下排出，形成压力气膜，从而阻止外部气体流入的机械结构，本实用新型的喷气隔离装置11、12、21、22采用氩气或其它惰性气体，也可采用氮气，惰性气体或氮气通过减压阀和流量调节计进入喷气隔离装置11、12、21、22，从喷气隔离装置11、12、21、22中流出的气体阻碍了外部气体进入到反应腔体20，从而保证了工艺环境的纯度要求。为保证基片100在相邻的两个反应腔体20进行工艺与工艺交接之间保持工艺要求的温度，不会是基本100温度过低，在相邻的两个反应腔体20之间设有多个第二加热器230，所述多个第二加热器230外设有第二热反射层300。通过第二加热器230对输送到两个反应腔体20之间的基片100进行加热，并通过第二热反射层300来反射热量，提高热效率。所述第二加热器230可以是电阻加热丝、红外灯管等图I中表示的是反应腔体20为两个的情况，两个反应腔体20分别连接硒蒸汽管40和硫蒸汽管50。下面结合图I来说明太阳能硒化和硫化的过程。在太阳能电池的生产过程中，当基片100上形成铜铟镓薄膜预制层后，铜铟镓薄膜预制层面朝上，通过传输机101将基片100输送进入第一个反应腔体20，此时外腔体10和反应腔体20内最好保持负压，所述外腔体10和反应腔体20内保持负压在0. 5KPa到IOOKPa之间。为保持负压，所述外腔体10上设置有与抽风机(图中未示)相连的抽气口13。外腔体10通过抽风机经抽气口 13抽气，形成负压，此时两个反应腔体20也形成了负压。当基片100进入第一个反应腔体20后即被反应腔体20外部的电热器件23加热。加热器23可以是电阻加热丝、红外灯管等，反应腔体20的材料可采用金属如不锈钢、碳钢、铝等,也可以采用非金属材料如石墨、陶瓷,加热器23通过辐射和对流方式对反应腔体20内的基片100进行加热。当然，反应腔体20也可采用透明的石英玻璃材料制作，此时可采用红外灯管加热，红外辐射穿过石英玻璃制成的反应腔体20直接加热基片100。反射层30可以使加热器23的热量集中加热基片，提高热效率。当基片100被加热至350°C和550°C之间的某一设定温度时，打开硒蒸气管40上
的调节阀41，硒蒸气源42内的硒蒸气进入反应腔体20内，基片100在反应腔体20内存留一段时间，进行硒化反应，此时在反应腔体20内的基片100在输送机101上可停留不动，或来回往复，或直线前进。根据工艺要求，可调节硒蒸气管40上的调节阀41来调节硒蒸气流量。硒化反应工艺完成前一定时间，关闭硒蒸气管40上的调节阀41，让残留硒蒸气反应完毕。反应完毕后，基片100从第一个反应腔体20的反应腔出口出来，并从下一个反应腔体20的反应腔入口进入。在两个反应腔体20之间时，通过第二加热器230加热来保持或调节基片100的温度。当基片进入第二个反应腔体时，将基片100被加热至450°C和600°C之间的某一设定温度时，打开硫蒸气管50上的调节阀51，硫蒸气源52内的硫蒸气进入反应腔体20，进行硫化反应，此时在反应腔体20内的基片100在输送机101上可停留不动，或来回往复，或直线前进。根据工艺要求，可调节硫蒸气管50上的调节阀51来调节硫蒸气流量。硫化反应工艺完成前一定时间，关闭硫蒸气管50上的调节阀51，让残留硫蒸气反应完毕。上述硫化反应工艺完成后，基片100温度降到350度左右，基片10通过输送机101从反应腔体20、外腔体10中输出，硒化和硫化反应工艺结束。如果根据工艺需要还要对基片100进行多次硒化或硫化反应时，可以设置多个反应腔体20，并在相应的反应腔体20上连接硒蒸汽管40或硫蒸汽管50，并可参照上述过程实现多次硒化或硫化反应。
权利要求1.一种铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，包括 外腔体(10)，其设有用于基片(100)进出的外腔体入口和外腔体出口，所述外腔体入口和外腔体出口上分別设有喷气隔离装置(11、12)； 位于所述外腔体(10)内的至少两个反应腔体(20)，每个所述反应腔体(20)设有用于基片(100)进出的反应腔体入口和反应腔体出口，所述反应腔体入口和反应腔体出口上分别设有喷气隔离装置(21、22)，所述反应腔体(20)上分別设有硒蒸汽管(40)或硫蒸汽管(50)； 置于所述反应腔体(20)外的多个加热器(23)； 包覆在所述反应腔体(20)外的热反射层(30)，所述加热器(23)置于所述反应腔体(20)和热反射层(30)之间；以及 输送基片(100)进出所述反应腔体(20)的输送机(101)。
2.如权利要求I所述的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，所述外腔体(10)上设置有抽气ロ(13)。
3.如权利要求I所述的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，在相邻的两个反应腔体(20)之间设有多个第二加热器(230)，所述多个第二加热器(230)外设有第二热反射层(300)。
4.如权利要求3所述的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，所述第二加热器(230)为电阻加热丝或红外灯管。
5.如权利要求I至3中任一项所述的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，所述加热器(23)为电阻加热丝或红外灯管。
6.如权利要求I至3中任一项所述的铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，其特征在于，所述反应腔体(20)采用不锈钢、碳钢、铝、石墨、石英玻璃和陶瓷的其中一种材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种铜铟镓硒太阳能电池基片的硒化与硫化反应装置，该装置包括外腔体，其设有用于基片进出的外腔体入口和外腔体出口，所述外腔体入口和外腔体出口上分别设有喷气隔离装置；位于所述外腔体内的至少两个反应腔体，每个所述反应腔体设有用于基片进出的反应腔体入口和反应腔体出口，所述反应腔体入口和反应腔体出口上分别设有喷气隔离装置，所述反应腔体上分别设有硒蒸汽管或硫蒸汽管；置于所述反应腔体外的多个加热器；包覆在所述反应腔体外的热反射层，所述加热器置于所述反应腔体和热反射层之间；以及输送基片进出所述反应腔体的输送机。采用本实用新型，可实现基片的硒化与硫化反应，确保硒化与硫化反应的工艺要求。
文档编号C23C16/44GK202576559SQ201220134729
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者钱青, 龚立光 申请人:英莱新能(上海)有限公司