独立箱式蒸发源装置的制作方法

本发明涉及一种制造共蒸发法铜铟镓硒薄膜太阳能电池的蒸发源设备；特别涉及一种独立箱式蒸发源装置。

背景技术：

在铜铟镓硒薄膜太阳能电池制造过程中，共蒸法沉积铜铟镓硒化合物薄膜需要将铜、铟、镓、硒四种元素按一定配比蒸发沉积到基底上，实现蒸发镀膜工艺的真空腔室和蒸发各种元素的蒸发源一般是各自独立的。

一般各自独立的蒸发源由吊索或支架固定在真空工艺室内。在进行设备或蒸发源的维护保养、添加物料、更换蒸发源时，通常需要先将真空室打开，待蒸发源及腔体降温达到接近室温时拆下蒸发源，将蒸发源用航吊或吊车之类的载重工具吊起，放到保养工作台上进行维护检修。设备或蒸发源维护保养完成后再逆向重复上述操作。

但是，在拆卸和安装蒸发源时，由于设备的工作面相对狭小、局部高温，且在铜铟镓硒化合物薄膜制备中硒等有害蒸气会沉积凝结在真空腔室的各个部位，所以一般需要工作人员穿戴好防护设备，进入打开的真空腔室进行各种操作，同时，工作人员必须对各个蒸发源及其他部件之间的相对位置仔细标记清楚已便于维护保养后的设备组装；另一方面，在高温下硒对几乎各类常见金属都有一定的腐蚀作用，真空腔体及其部件是由不锈钢及铜等常见金属制造而来，长期工作在硒的环境下的真空腔体不可也避免地受到腐蚀。该种传统方法另一不利影响是拆卸和安装蒸发源占用了真空镀膜设备的工作时间，使设备利用率显著降低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、简化维护保养操作的独立箱式蒸发源装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种独立箱式蒸发源装置，包括至少一个蒸发源和加热托板，还包括箱体，所述蒸发源和加热托板都设置在箱体内，所述蒸发源对准加热托板，箱体内壁两侧对应加热托板位置开有进料孔和出料孔，基底工件依次经过进料孔、加热托板和出料孔构成供基底工件经过的传送通道，箱体内壁上还开有排气孔。

采用这样的结构后，本独立箱式蒸发源装置可非常方便地进行蒸发源的更换、原物料的填充、以及真空蒸发镀膜设备中包括蒸发源在内的设备各个部件的维护保养，极大提高了设备利用率；同时，能够减少硒对真空室及相关金属部件的腐蚀，非常适合于大规模生产的应用，有助于铜铟镓硒薄膜太阳能电池制造成本的降低，本独立箱式蒸发源装置可以广泛地应用于共蒸发法铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制造。

为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本独立箱式蒸发源装置简称为本蒸发源装置。

本蒸发源装置的箱体下端面安装有若干滑轮；采用这样的结构后，方便本蒸发源装置运输。

本蒸发源装置的加热托板为履带加热托盘，履带加热托盘通过轮轴驱动，轮轴的一端伸出箱体外侧，处于箱体外侧的轮轴上安装有从动齿轮；采用这样的结构后，履带加热托盘为一种常见的履带传动机构，使进入箱体内的基底工件在履带传动机构带动下移动且完成镀膜作业后移出箱体；轮轴及从动齿轮可以与外部的驱动设备配合。

本蒸发源装置的箱体内壁上侧吊装有至少一个吊篮，所述吊篮与所述蒸发源为一一对应关系，所述蒸发源放置在对应的吊篮上，所述蒸发源处于加热托板上侧；采用这样的结构后，吊篮将蒸发源吊在加热托板上侧，可以将镀膜元素更好蒸发沉积至基底工件上。

本蒸发源装置的箱体内壁底部固定连接有至少一个固定座，所述固定座与所述蒸发源为一一对应关系，所述蒸发源放置在对应的固定座上，所述蒸发源处于加热托板下侧；采用这样的结构后，固定座将蒸发源固定在加热托板下侧，同样也可以达到将镀膜元素蒸发沉积至基底工件上的目的。

本蒸发源装置还包括转运车，转运车上端面设有若干与箱体滑轮配合的限位销；采用这样的结构后，方便本蒸发源装置在真空室之间的转运。

附图说明

图1是本蒸发源装置实施例一的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的后视图。

图4是本蒸发源装置实施例二的主视图。

具体实施方式

实施例一

如图1至3所示（为了方便观察箱体内构造，图1中的箱体结构为剖视图）

本蒸发源装置包括三个蒸发源3、加热托板、箱体1和转运车5。

箱体1为一个六面壁板组装成的长方形箱体（壁板可采用耐腐蚀的不锈钢材料），箱体1内部有腔体11，箱体1内壁的后端面开有一个排气孔12，箱体1内壁左、右端面分别开有进料孔13和出料孔14，箱体1外壁下端面安装有四个滑轮15。

所述箱体1内壁上侧吊装有三个吊篮2，吊篮2与蒸发源3为一一对应关系，三个蒸发源3放置在对应的吊篮2上。

加热托板为履带加热托盘4（采用市售的履带传送机构，履带传送机构的履带充当履带加热托盘4，履带传送机构的履带和传动轮等部件选用耐腐蚀的材料，履带传送机构安装在箱体1的内壁上），履带加热托盘4也水平设置在箱体1内，履带加热托盘4上端面与箱体1进料孔13和出料孔14的水平位置对齐，基底工件依次经过进料孔13、履带加热托盘4和出料孔14构成供基底工件经过的传送通道；

履带加热托盘4通过轮轴41驱动，轮轴41的一端伸出箱体1外侧，处于箱体1外侧的轮轴41上安装有从动齿轮42，三个蒸发源3处于履带加热托盘4上侧，并且蒸发源3对准履带加热托盘4，轮轴41的从动齿轮42与真空室内驱动齿轮（图中未示出）啮合，驱动齿轮通过轴与真空室外的滚动电机动密封连接，履带加热托盘4两侧距离箱体1两侧内壁都有一小段距离。

从动齿轮42与外部的驱动装置连接，为履带加热托盘4提供动力。

履带加热托盘电极43和蒸发源加热电极31从箱体1壁板穿出且与外界电源相连。

转运车5上端面设有与箱体1滑轮15配合的限位销51。

使用前，在大气环境下将装好料的蒸发源3，并将蒸发源3放置入固定于箱体1上方的三个吊篮2内，调整好位置。

用转运车5将箱体1及其蒸发源3、履带加热托盘4推到真空室入口，然后推动箱体1进入真空室内对应位置，用定位销锁紧，接好蒸发源加热电极31和履带加热托盘电极43，调整主动履带滚轮轴41从动齿轮42与真空室内驱动齿轮啮合。

关闭真空室门，抽真空，加热蒸发源3至所需温度对各元素进行预蒸发，期间通电为加热托盘加热，并根据工艺要求调整好履带加热托盘4移动速度。

完成预蒸发并达到设定的工艺条件后即可在正式基底上蒸发沉积铜铟镓硒薄膜：

基底工件由箱体1的进料孔13进入箱体1内，传送至履带加热托盘4上并保持运动，基底工件运动中由蒸发源3喷出的元素蒸气按所需比例沉积到运动的基底工件上形成铜铟镓硒薄膜，形成铜铟镓硒薄膜的基底继续在履带加热托盘4带动下运动，并通过出料孔14送出箱体1传到下一真空腔室，完成本步骤工艺。

当反复经过上述镀膜作业直至消耗完蒸发源3内物料后，或者因其他原因需要停止当前作业进行设备降温维护时，先停止蒸发源3和履带加热托盘4加热使其自然降温，作为优选也可在此过程中可利用氮气或氦气等气体辅助降温，逐步停止履带加热托盘4的运动，待蒸发源3温度降至150℃以下后停止抽真空，并逐步进行破真空操作，直至真空室内压强与外界大气压强平衡，打开真空室舱门。

操作人员佩戴好热防护用具，拔掉蒸发源3电极及加热托盘电极，将履带加热托盘4的从动齿轮42与真空室内驱动齿轮分离，拔掉箱体1定位销，将箱体1从真空室拉出，将另一套的装好料的本蒸发源装置按照上述流程重新送入真空室内，达到快速更换蒸发源3目的，达到真空设备利用率的最大化。

换下的本蒸发源装置置于通风环境下降至室温，人员穿戴好防护用具，从蒸发源3吊篮2上移除蒸发源3进行重新装料或维护保养。

本蒸发源装置置于真空室内，本蒸发源装置的大小选择为刚好可以推进所处真空室为最佳。

实施例二

如图4所示

本实施例与实施例一的区别仅在于：箱体1a内不设吊篮，但箱体1a内壁底部焊接有三个固定座6a，固定座6a与蒸发源3a为一一对应关系，所述蒸发源3a放置在对应的固定座6a上，所述蒸发源3a处于履带加热托盘4a下侧。

以上所述的仅是本发明的两种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。