只需关闭进料系统进料端盖2上的端盖阀门21，将准备好的真空筒式粉末原料包连接到进料系统的进料端盖2上，实施加料，当材料进入装料漏斗3，装料完成，关闭端盖阀门21，更换材料的工序完成。
[0011]实施例2
以完成铜铟镓砸太阳能电池吸收层的沉积，根据实际操作过程对本发明做进一步说明:
参阅图1、图2、图7、图8及图9，将三台本发明以平行位置设置，打开3套装置进料系统的进料端盖2，分别将真空筒式铜粉料包，真空筒式铟粉料包和真空筒式镓粉料包加入装料漏斗3内，关闭端盖阀门21，按实施例1的操作步骤进行操作即可。
[0012]由于适合三种金属的气化温度不同，加温时，只需对保温加热系统圆弧板加热器14的工作温度实施对应设定，三种金属气化后会混合形成多元化合物沉积到衬底16上。
[0013]本发明所产生的技术效果:
本发明沉积气化腔15采用的是石墨材质，熔点高，适用于大多数的金属材料和金属化合物，本发明在结构上也做了较大的创新，一是石墨筒151做成了两端封闭且筒壁沿轴向设有流量控制板槽153的筒状体，不会影响石墨加热；二是保温加热系统由两层保温层构成，里面一层采用的是陶瓷保温层11，外面包裹石墨纤维板保温层12，这种双层保温结构使得保温效果明显提高；三是圆弧板加热器14采用一定宽度石墨圆弧板拼装，不用担心加热石墨管的直径限制，而且热功率可以根据圆弧宽度调整，可以保证具有足够的热功率以沉积熔点较高的金属材料和金属合金，同时为保证圆弧板加热器14不相互触及，圆弧板加热器14间隔设置在环形的氮化硼固定支架13上，并对其位置实施固定。
[0014]本发明沉积气化腔15由石墨筒151及石墨U形连通管152组成，石墨U形连通管152的一端敞口、另一端封闭且封闭段的管壁上设有小孔；所述石墨U形连通管152设于石墨筒151内且石墨U形连通管152的敞口端由石墨筒151的一封闭端伸出，流量控制板18搁置于石墨筒151的流量控制板槽153上，这个结构相对比较密封，不会让石墨加热组件与沉积物接触；同时石墨U形连通管152可以增加气体的流动路径，可以保证石墨U形连通管152内的未气化粉末有充足时间的气化时间，不会造成堵塞；其次，由于这种石墨U形连通管152双管结构的直径较小，气体会充分充填石墨U形连通管152后从小孔流出，根据气体的流量随流向逐渐减弱的原则对应设计小孔的孔径大小，保证沿轴向从小孔流出的气体分布相对均匀的进入石墨筒151，石墨筒151的作用是使气体在轴向的分布进一步均匀。
[0015]最后气体通过流量控制板18上阵列设置的孔自上而下喷出，而流量控制板18 —方面可以控制沉积速度，另一方面流量控制板18上分布的阵列孔可进一步使喷出的气体变得均匀，从而使沉积在衬底16上的薄膜均匀性更加好。
[0016]本发明沉积气化腔15还可提高材料的利用率，由于沉积气化腔15的石墨筒151为两端封闭且筒壁沿轴向设有流量控制板槽153的筒状体，若衬底16宽度加宽，只需将石墨筒151轴向变长就可以将对应的沉积宽度变宽，材料利用率可以能提高到75%，且沉积的衬底16宽度可达到1.5m，为实现工业化生产提供良好保证；其次，使衬底16以一定的速度相对于石墨筒151移动，就会形成连续沉积镀膜，大大提高了生产效率，而沉积膜层的厚度可由衬底16的移动速度和流量控制板18阵列孔的分布予以控制；三是可按石墨筒151上流量控制板18的流量分布状态，对流量控制板18的阵列孔设置为非均匀分布，这个对应的调节可以让沉积的膜层均匀性更好。
[0017]本发明输料管道7的出料接口与沉积气化腔15石墨U形连通管152的敞口端为直线连接，其间没有折弯，不会造成管壁的物料沉积，清洁也更为方便。
[0018]本发明为了使石墨材质的沉积气化腔15与外部真空腔I之间的位置可以微调，在外部真空腔I的一侧面上设有波纹连接管口 8、波纹连接管口 8上设有波纹管9，这种微调可以在不改变外部真空腔I位置的同时将沉积气化腔15固定到最合适位置，尤其是采用多套本发明以平行位置设置时，完成铜铟镓砸太阳能电池吸收层的沉积，使衬底16与多套本发明的位置相互兼顾，沉积在衬底16上的薄膜均匀性更加好。
【主权项】
1.一种太阳能电池吸收层的气相输运沉积装置，其特征在于它包括进料系统、粉末输送系统、保温加热系统、气化沉积系统及壳体系统，所述气化沉积系统套装于保温加热系统内，保温加热系统置于壳体系统上，粉末输送系统连接气化沉积系统及进料系统；其中: 所述进料系统由进料端盖(2 )、装料漏斗(3 )、螺旋进料腔(4 )及螺旋轴(5 )组成，螺旋轴(5)设于螺旋进料腔(4)内，装料漏斗(3)与螺旋进料腔(4)连接，进料端盖(2)设于装料漏斗(3)顶端； 所述粉末输送系统为一端设有气阀(6)、另一端设有出料接口的输料管道(7)，输料管道(7)管身上设有进料接口 ； 所述保温加热系统由陶瓷封口环(10)、陶瓷保温管(11)、石墨纤维板保温层(12)、氮化硼固定支架(13)及圆弧板加热器(14)组成，圆弧板加热器(14)间隔设置在氮化硼固定支架(13)上，陶瓷封口环(10)设于氮化硼固定支架(13)的一端，陶瓷保温管(11)套装于氮化硼固定支架(13)的外层，石墨纤维板保温层(12)包裹在陶瓷保温管(11)的外层； 所述气化沉积系统由沉积气化腔(15)及流量控制板(18)组成，流量控制板(18)设于沉积气化腔(15)内； 所述壳体系统由外部真空腔(I)、衬底(16)及支架(17)组成，支架(17)设于外部真空腔(I)内，衬底(16)设于支架(17)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述进料端盖(2)上设有端盖阀门(21);装料漏斗(3)上设有出料口 ；螺旋进料腔(4)上设有进口(41)及出口(42)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述沉积气化腔(15)由石墨筒(151)及石墨U形连通管(152)组成，石墨筒(151)为两端封闭且筒壁沿轴向设有流量控制板槽(153)的筒状体，石墨U形连通管(152)的一端敞口、另一端封闭且封闭段的管壁上设有小孔；所述石墨U形连通管(152)设于石墨筒(151)内且石墨U形连通管(152)的敞口端由石墨筒(151)的一封闭端伸出。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述外部真空腔(I)为一密闭的腔体，其顶部设有抽气口阀门(101 )，一侧面上设有波纹管(9)及波纹连接管口(8)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述支架(17)上设有衬底隔挡。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于流量控制板(18)上设有非均匀分布的阵列孔；流量控制板(18)搁置于石墨筒(151)的流量控制板槽(153)上。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池吸收层的气相输运沉积装置，该装置包括进料系统、粉末输送系统、保温加热系统、气化沉积系统及壳体系统，所述进料系统由进料端盖、装料漏斗及螺旋进料腔组成；保温加热系统由陶瓷保温管、石墨纤维板保温层、氮化硼固定支架及圆弧板加热器组成；气化沉积系统由沉积气化腔及流量控制板组成；壳体系统由外部真空腔、衬底及支架组成；沉积气化腔套装在保温加热系统内并置于外部真空腔内，粉末输送系统与沉积气化腔连接，进料系统与粉末输送系统连接。本发明改善了保温加热系统及气化沉积系统，具有温度控制精准、材料利用率高及膜层均匀的优点，并将薄膜电池吸收层材料的应用范围由碲化镉拓宽到铜铟镓硒或铜锌锡硫。
【IPC分类】C23C16-52, C23C16-46, C23C16-44
【公开号】CN104789945
【申请号】CN201510150057
【发明人】陶加华, 晏世翔, 陈磊蕾, 曹辉义, 刘俊峰, 孙琳, 杨平雄, 褚君浩
【申请人】华东师范大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月1日