蒸镀装置的制作方法

文档序号:15504306发布日期:2018-09-21 22:58阅读:145来源:国知局

本发明涉及光伏组件技术领域,特别是指一种蒸镀装置。



背景技术:

cigs(cuinxga(1-x)se2,铜铟镓硒)薄膜太阳电池具有稳定性好、光电转换效率高、弱光性能好等优点,因而日益受到产业界的青睐。cigs薄膜太阳电池作为整个电池中最关键的功能层,其吸收层材料一般选择在真空条件下采用蒸发或磁控溅射法沉积。

在使用钠钙玻璃作为支撑整个电池结构的衬底时,尤其在采用较为普遍的三步共蒸发工艺制备cigs吸收层的过程中,衬底温度对薄膜结晶质量有重要影响。一方面,如果衬底温度太低,薄膜晶粒小,导致晶界增大,会形成较多的复合中心,影响载流子收集,同时过低的温度也会导致衬底中的碱金属(主要是na)元素很难进入吸收层,从而起不到改善薄膜结晶质量、增加载流子浓度的作用;另一方面,如果衬底温度太高,玻璃衬底的四周易向低温区弯折,进而影响薄膜厚度及组分的均匀性,同时也对后续缓冲层、透明导电层及金属电极的沉积产生不利影响。因此,玻璃衬底的温度控制在整个制备工艺中是至关重要的。

在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:

当前实验室或产业化范围内,一般将加热器位于样品的正上方,为了保证加热均匀性,使加热器面积大于衬底面积。但这样就会存在两个问题:第一,加热面积虽然大于衬底面积,但加热器本身就是中央区温度高于边缘温度,这样就容易造成衬底加热不均匀,尤其在高温(t≥600℃)时,中心和边缘的温差会使玻璃发生中心凸起、边缘下坠的形变,影响最终器件结构;第二,加热器位于衬底上方,但薄膜沉积位置在衬底下方,普通玻璃也存在一定厚度约(2~3mm),这样就造成了热量的浪费,同时下方温度达不到理想温度时上方就已经发生形变。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种蒸镀装置,以解决衬底加热不均匀、热量浪费的技术问题。

本发明实施例提供了一种蒸镀装置,包括旋转部件1、位于真空腔体内的第一加热器31和第二加热器32,所述第一加热器31和所述第二加热器32位于不同的平面上,所述第一加热器31与第二加热器32连接并在两者之间形成用于容纳待加热物体2的空间,所述旋转部件1用于带动所述第一加热器31和第二加热器32旋转。

在本发明的一些实施例中,所述第一加热器31和所述第二加热器32通过侧边连接,所述第二加热器32的数量为至少两块,至少两块所述第二加热器32分别连接于所述第一加热器31的相对两侧。

在本发明的一些实施例中,所述第二加热器32的数量为四块,四块所述第二加热器32分别连接于所述第一加热器31的周围。

在本发明的一些实施例中,各个相邻的所述第二加热器32的边缘依次连接。

在本发明的一些实施例中,所述第二加热器32呈圆形。

在本发明的一些实施例中,所述第一加热器31与所述第二加热器32的夹角为45-135°。

在本发明的一些实施例中,所述旋转部件1用于带动所述第一加热器31、第二加热器32以及位于所述第一加热器31下方的待加热物体2一起旋转。

在本发明的一些实施例中,所述蒸镀装置还包括位于所述待加热物体2表面的测温元件5,所述测温元件5用于检测所述待加热物体2表面的温度。

在本发明的一些实施例中,所述蒸镀装置还包括位于真空腔体内的挡板4和位于所述真空腔体下方的蒸发源,所述挡板4位于所述第一加热器31和第二加热器32下方,并能够沿着水平方向往复移动,用于开启或者关闭所述蒸发源与所述待加热物体2之间的通道。

在本发明的一些实施例中,所述蒸发源的数量为多个,多个所述蒸发源呈圆形均匀分布在所述真空腔体下方。

在本发明的一些实施例中,所述真空腔体外的真空腔壁6自带循环冷水。

本发明实施例提供的蒸镀装置一方面可以使待加热物体的中心位置和边缘位置温差不会太大,从而在高温下不易形变;另一方面,由于第一加热器与第二加热器之间形成了用于容纳待加热物体的空间,该空间能够体现一定的储热功能,同时加热待加热物体的顶部与侧边,避免了热量向四周的扩散,使待加热物体的上下表面温差维持在合理范围内,能够更真实地体现薄膜生长温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的蒸镀装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。应当注意,图1所示的蒸镀装置的结构示意图只是示例性的,而非限制性的。

本发明的至少一个实施例提供了一种蒸镀装置,该蒸镀装置的结构示意图如图1所示,包括旋转部件1、位于真空腔体内的第一加热器31和第二加热器32,所述第一加热器31和所述第二加热器32位于不同的平面上,所述第一加热器31与第二加热器32连接并在两者之间形成用于容纳待加热物体2的空间,所述旋转部件1用于带动所述第一加热器31和第二加热器32旋转。所述待加热物体2可以是玻璃衬底、不锈钢衬底等。在本发明的实施例中,由于在第一加热器31的侧边连接第二加热器32,因此可以减小第一加热器31的面积,一方面可以使待加热物体的中心位置和边缘位置温差不会太大,从而在高温下不易形变;另一方面,由于第一加热器与第二加热器之间形成了用于容纳待加热物体的空间,该空间能够体现一定的储热功能,同时加热待加热物体的顶部与侧边,避免了热量向四周的扩散,使待加热物体的上下表面温差维持在合理范围内,能够更真实地体现薄膜生长温度。

在本发明的另一个实施例中,所述第一加热器31和所述第二加热器32通过侧边连接,所述第二加热器32的数量为至少两块,至少两块所述第二加热器32分别连接于所述第一加热器31的相对两侧。考虑到目前广泛使用的卷对卷沉积技术,本发明实施例仅在第一加热器的相对两侧连接第二加热器,使得两侧及顶部共同均匀地对卷状衬底进行加热,以满足卷状衬底的形状要求。

在本发明的又一个实施例中,所述第二加热器32的数量为四块,四块所述第二加热器32分别连接于所述第一加热器31的周围。考虑到进一步减少待加热物体2的中心位置和边缘位置的温差以及提高储热功能,本发明实施例在第一加热器的四周都连接第二加热器。可选地,各个相邻的所述第二加热器32的边缘依次连接,从而进一步减少待加热物体2的中心位置和边缘位置的温差以及提高储热功能。可选地,所述第二加热器32可以呈圆形、椭圆形、或者其他闭合的不规则形状,本发明实施例对此不作限制。

在本发明的另一个实施例中,所述第一加热器31与所述第二加热器32的夹角为45-135°,在该范围内都可以达到本发明的技术效果,既可以使待加热物体的中心位置和边缘位置温差不会太大,从而在高温下不易形变,又可以同时加热待加热物体的顶部与侧边,大幅避免热量向四周的扩散,使待加热物体的上下表面温差维持在合理范围内。比如,所述第一加热器31与所述第二加热器32的夹角为85°。所述第一加热器31与所述第二加热器32的夹角为90°。所述第一加热器31与所述第二加热器32的夹角为105°。

在本发明的再一个实施例中,所述旋转部件1用于带动所述第一加热器31、第二加热器32以及位于所述第一加热器31下方的待加热物体2一起旋转。在该实施例中,可以通过驱动机构带动旋转部件1自转,从而带动与其相连的第一加热器31、第二加热器32以及位于所述第一加热器31下方的待加热物体2一起旋转,保证均匀地蒸镀。

可选地,所述蒸镀装置还包括位于所述待加热物体2表面的测温元件5,所述测温元件5用于检测所述待加热物体2表面的温度。可选地,所述测温元件5可以是热电偶,用于准确地检测待加热物体2表面的温度。

可选地,所述蒸镀装置还包括位于真空腔体内的挡板4和位于所述真空腔体下方的蒸发源(图中未示出),所述挡板4位于所述第一加热器31和第二加热器32下方,并能够沿着水平方向往复移动,用于开启或者关闭所述蒸发源(图中未示出)与所述待加热物体2之间的通道。在该实施例中,通过挡板沿着水平方向的往复移动,可以控制蒸发源(图中未示出)与待加热物体之间的通道的开启或者关闭。

在本发明的再一个实施例中,所述蒸发源的数量为多个,多个所述蒸发源呈圆形均匀分布在所述真空腔体下方。可选地,所述蒸发源可以是se(硒)、in(铟)、ga(镓)、cu(铜)蒸发源,这四个蒸发源呈圆形均匀分布在所述真空腔体下方,用于对待加热物体进行均匀地蒸镀se、in、ga、cu。

可选地,所述真空腔体外的真空腔壁6自带循环冷水,用于对真空腔体进行冷却,防止温度过高。

由此可见,本发明实施例提供的蒸镀装置一方面可以使待加热物体的中心位置和边缘位置温差不会太大,从而在高温下不易形变;另一方面,由于第一加热器与第二加热器之间形成了用于容纳待加热物体的空间,该空间能够体现一定的储热功能,同时加热待加热物体的顶部与侧边,避免了热量向四周的扩散,使待加热物体的上下表面温差维持在合理范围内,能够更真实地体现薄膜生长温度。

所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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