本公开涉及薄膜太阳能电池制备,具体地,涉及一种硒源加热裂解装置。
背景技术:
1、铜铟镓硒(cigs)薄膜电池是一种质量功率比高、稳定性好的太阳能光伏材料,被普遍认为是最具发展前景的柔性太阳能电池材料。多元共蒸法是最广泛应用的cigs镀膜方法,利用铜、铟、镓、硒各元素共蒸,在基底表面反应形成多晶镀层。蒸汽镀膜的方式无法直接干预,只能通过蒸发源的蒸发气体控制来间接控制镀膜层的质量,蒸发源的稳定与否直接影响镀膜层的质量。
2、相关技术中,硒源加热蒸硒装置包括硒盒,开设于硒盒顶面的硒蒸气喷口,硒盒的顶面或者侧面顶部设有可开合的硒源加料口,硒盒的顶面上方贴设有加热器硒蒸气从硒源上表面蒸发生成,生成的硒蒸气,由于硒盒内的硒料采用上部加热器加热,加热温度一般在300℃左右,该加热装置蒸发出来的硒蒸气多为大分子sen(n≥5),导致硒与金属反应时的活性不高、硒消耗量大、硒蒸气控制不稳定而影响薄膜结晶质量和电学特性。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种硒源加热裂解装置,该硒源加热裂解装置用以至少部分解决硒反应时的活性不高、硒消耗量大、硒蒸气控制不稳定而影响薄膜结晶质量和电学特性的技术问题。
2、为了实现上述目的,本公开提供一种硒源加热裂解装置,包括:
3、加热单元,包括盒体、坩埚和第一加热组件,所述盒体包括密闭的空腔以及与所述空腔连通的至少一个喷口,所述坩埚设于所述空腔中,所述第一加热组件设于所述盒体,用于在第一预设温度将所述坩埚中的硒料加热成硒蒸气;以及
4、裂解单元,包括裂解管以及设于所述裂解管周向的第二加热组件,所述裂解管的一端与所述喷口连通,所述第二加热组件用于在第二预设温度对流经所述裂解管的硒蒸气进行裂解,其中,所述第二预设温度高于所述第一预设温度。
5、可选地,所述硒源加热裂解装置还包括设于所述坩埚内的导热栅板组件,所述导热栅板组件用于将所述第一加热组件的热量传递给所述坩埚内的硒料。
6、可选地,所述喷口的数量为一个,且设置在第一方向的所述盒体的对应于所述坩埚的中部位置;
7、所述导热栅板组件包括多个沿第一方向间隔设置的导热栅板,由所述导热栅板组件的中心向两侧方向,所述导热栅板的高度逐渐降低;
8、或者,所述喷口的数量为两个,且关于所述坩埚的中心轴线呈中心对称布置,每个所述喷口连接有一个所述裂解单元;
9、所述导热栅板组件包括多个间隔设置的导热栅板,由每个所述喷口朝向两侧方向,所述导热栅板的高度逐渐降低。
10、可选地,当所述喷口为一个时,由所述导热栅板组件的中心向一侧方向,多个所述导热栅板的顶部共面,形成沿远离所中心方向逐渐向下倾斜的斜面,该斜面与水平面的夹角为30-60°。
11、可选地,多个所述导热栅板的底部相互连通。
12、可选地,所述裂解管的延伸方向与水平面之间的夹角为30-90°。
13、可选地,所述喷口设于所述盒体的上侧壁,所述第一加热组件设于所述盒体的所述空腔的上方。
14、可选地,所述第一加热组件包括加热器;
15、所述盒体的上侧壁形成有导管,所述加热器设于所述导管内。
16、可选地,所述第二加热组件包括:
17、加热丝,绕设在所述裂解管的周向,用于对所述裂解管内的硒蒸汽加热;保温层,围设于所述加热丝的周向;以及
18、热电偶,设于所述加热丝与所述裂解管之间,用于检测所述加热丝的加热温度。
19、可选地,所述坩埚可拆卸地设于所述空腔,所述盒体的侧壁设有用于供所述坩埚取放的开口,所述开口安装有可打开的密封门。
20、通过上述技术方案,即本公开的硒源加热裂解装置通过蒸发单元的第一加热组件在第一预设温度对盒体的空腔内的坩埚中的硒料进行加热,以使该硒料蒸发成硒蒸气,也即大分子团sen(n≥5),并由喷口输出至裂解单元的裂解管,在裂解管中通过设于裂解管周向的第二加热组件在第二预设温度将硒蒸气(大分子团sen)进行裂解成小分子团sen(n<4),其中,第二预设温度高于第一预设温度,因此,该技术方案中,硒源采用高-低温双加热控温结构,即在盒体中通过第一加热组件的低温加热坩埚中的硒料,供应硒蒸气,连接于盒体的喷口处的裂解管通过第二加热组件的较高温加热,实现硒分子的裂解,通过高、低温结合控制,提高硒的反应活性,降低硒消耗量,提高薄膜结晶质量和电学特性。
21、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种硒源加热裂解装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述硒源加热裂解装置还包括设于所述坩埚内的导热栅板组件,所述导热栅板组件用于将所述第一加热组件的热量传递给所述坩埚内的硒料。
3.根据权利要求2所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述喷口的数量为一个,且设置在第一方向的所述盒体的对应于所述坩埚的中部位置;
4.根据权利要求3所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,当所述喷口为一个时,由所述导热栅板组件的中心向一侧方向,多个所述导热栅板的顶部共面,形成沿远离所中心方向逐渐向下倾斜的斜面,该斜面与水平面的夹角为30-60°。
5.根据权利要求4所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,多个所述导热栅板的底部相互连通。
6.根据权利要求1所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述裂解管的延伸方向与水平面之间的夹角为30-90°。
7.根据权利要求1所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述喷口设于所述盒体的上侧壁,所述第一加热组件设于所述盒体的所述空腔的上方。
8.根据权利要求7所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述第一加热组件包括加热器;
9.根据权利要求1所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述第二加热组件包括:
10.根据权利要求1所述的硒源加热裂解装置,其特征在于,所述坩埚可拆卸地设于所述空腔,所述盒体的侧壁设有用于供所述坩埚取放的开口,所述开口安装有可打开的密封门。