本发明涉及太阳能技术，尤其涉及一种薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积装置及其方法。
背景技术：
铜铟镓硒薄膜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较高。
具体地说，铜铟镓硒薄膜太阳能电池由四层薄膜组成，在基片上的第一层薄膜为底电极，通常使用的是钼。第二层为铜铟镓硒薄膜，称为吸收层。这层是用来转换所吸收的光子为自由电子，它是决定电池转换效率最关键的膜层。第三层为联接层(即硫化隔膜层)，第四层为顶电极(TCO)。
硫化隔膜层是组成电池P-N结的N型层，它与吸收层(P型层)结合组成电池的P-N结。制作铟镓硒薄膜太阳能电池生产过程中的关键膜层——硫化镉膜层的沉积镀膜，一般工业界采用的是湿法硫化镉沉积镀膜，或称为化学水浴法镀膜，而湿法硫化镉沉积镀膜的缺点是产生废水会造成对环境的污染破坏，从而影响我们的生态环境。为了避免污染环境，就必须对化学废液进行处理，这样又增加了生产成本，而且使生产的工序变得复杂，影响生产的进度。
综上所述，针对现有技术的问题，特别需要薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积装置及其方法，以解决现有技术的不足。
技术实现要素：
本发明的目的是提供薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积装置及其方法，即采用磁控溅射方式来沉积硫化镉膜层，达到完全不使用化学溶液，从而避免了化学废液处理的一系列问题。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，
一种薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积装置，硫化隔膜层积装置依次安装的进片腔、高温硒化/硫化腔、硒化/硫化冷却腔、镀膜缓冲腔、电池基片镀膜腔、缓冲出片腔、出片腔内部均设置有带动电池基片移动的滚轮，完成硒化工艺或硒化/硫化工艺后的电池基片在经过镀膜缓冲腔而不暴露在大气中而直接衔接电池基片镀膜腔；电池基片镀膜腔采用磁控溅射沉积硫化镉膜层。
进一步，所述的溅射电源采用中频交流电源与平面孪生阴极。
进一步，所述的溅射电源采用射频电源，射频电源衔接有射频阻抗调节盒，阴极采用平面阴极。
进一步，所述的溅射电源采用直流脉冲电源，阴极采用平面阴极。
进一步，所述的进片腔、高温硒化/硫化腔、硒化/硫化冷却腔、镀膜缓冲腔、电池基片镀膜腔、缓冲出片腔、出片腔上面均设置有隔离阀门，镀膜缓冲腔、电池基片镀膜腔、缓冲出片腔的上方均安装有真空泵，镀膜缓冲腔、电池基片镀膜腔、缓冲出片腔均属于真空腔体。
进一步，所述的电池基片在硫化隔膜层积装置内水平放置。
进一步，所述的电池基片在硫化隔膜层积装置内垂直放置。
进一步，所述的电池基片在硫化隔膜层积装置内与垂直面倾斜放置，倾斜夹角为5度-10度。
本发明还提供了一种薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积方法，电池基片在硒化/硫化冷却腔完成硒化工艺和硫化工艺进入镀膜缓冲腔，经过高温硒化/硫化腔、硒化/硫化冷却腔之后电池基片产生了铜铟镓硒四元相结晶的电池吸收层，电池吸收层不暴露在大气中，这样不会有氧化反应、水汽吸收或其他杂质的污染，电池基片通过镀膜缓冲腔进入电池基片镀膜腔，即采用磁控溅射方式来沉积硫化镉膜层，电池吸收层后再覆盖上一层硫化镉膜层，组成了薄膜电池的最关键结构，从而形成了不受污染的P-N结，硫化镉薄膜层沉积完成后基片进入缓冲出片腔，关闭电池基片镀膜腔的隔离阀门，电池基片由缓冲出片腔进入出片腔。
进一步，镀膜缓冲腔和电池基片镀膜腔在镀膜工艺时为真空状态，真空压力为1mTorr至20mTorr，镀膜缓冲腔连接的硒化/硫化冷却腔可以为真空 腔体，也可以为有气体保护的正气压，即1个大气压或大于1个大气压的气体保护腔体，保护气体采用氮气。
本发明的优点在于，本产品结构简单，使经过高温硒化/硫化这道工艺之后产生了铜铟镓硒四元相结晶的电池吸收层，使电池吸收层在进入镀膜腔之前不暴露在大气中，这样不会有氧化反应，水汽吸收或其他杂质的污染，直接进行硫化镉膜层的沉积的方式，可形成不受污染的P-N结，设计新颖，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。
附图说明
图1是本发明提出的结构示意图；
图中100-进片腔，110-高温硒化/硫化腔，120-硒化/硫化冷却腔，130-镀膜缓冲腔，140-电池基片镀膜腔，150-缓冲出片腔，160-出片腔，170-隔离阀门，180-电池基片，190-滚轮，210-真空泵，220-中频交流电源，230-平面孪生阴极，240-射频电源，250-射频阻抗调节盒，260-平面阴极。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提出的一种薄膜太阳能电池硫化镉膜层沉积装置，硫化隔膜层积装置依次安装的进片腔100、高温硒化/硫化腔110、硒化/硫化冷却腔120、镀膜缓冲腔130、电池基片镀膜腔140、缓冲出片腔150、出片腔160内部均设置有带动电池基片移动的滚轮190，完成硒化工艺或硒化/硫化工艺后的电池基片在经过镀膜缓冲腔130而不暴露在大气中而直接衔接电池基片镀膜腔140；电池基片镀膜腔140采用磁控溅射沉积硫化镉膜层。
在第一实施例中溅射电源采用中频交流电源与平面孪生阴极230。
在本发明的第二个实施例中溅射电源采用射频电源240，射频电源240衔接有射频阻抗调节盒250，阴极采用平面阴极260。
在本发明第三实施例中溅射电源采用直流脉冲电源，阴极采用平面阴极。
电池基片水平放置在硫化隔膜层积装置的各个腔中可以水平放置，也可 以进行垂直放置，也可以与垂直面有一定的夹角放置，夹角的角度范围为5度-10度，可以根据实际要求决定。
另外，进片腔100、高温硒化/硫化腔110、硒化/硫化冷却腔120、镀膜缓冲腔130、电池基片镀膜腔140、缓冲出片腔150、出片腔160上面均设置有隔离阀门170。镀膜缓冲腔130、电池基片镀膜腔140、缓冲出片腔150的上方均安装有真空泵210，镀膜缓冲腔130、电池基片镀膜腔140、缓冲出片腔150均属于真空腔体。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池可采用钠钙玻璃，电池薄膜的形成有第一步，沉积钼薄膜形成底电极；第二步，沉积铜铟镓硒形成预制层；第三步，在硒化/硫化反应腔体内生成铜铟镓硒晶体；第四步，形成硫化镉薄膜；第五步，形成顶点极薄膜。本发明是用在以上第三步骤和第四步骤，即硒化/硫化反应而生成铜铟镓硒晶体后，电池基板不暴露在大气中而直接进入硫化镉薄膜的沉积工艺。这两步骤完成了铜铟镓硒电池中P-N结形成的关键工艺。
电池基片首先进入进片腔100，然后进入高温硒化/硫化腔110，在高温(450～600℃)下和硒蒸气氛围中形成了铜铟镓硒四元相晶体。而后进入硒化/硫化冷却腔120，温度降至室温，或低于200℃以下。该腔内或有气体保护，如氮气，气压在1个大气压左右，或在真空状态，真空度控制在小于200mTorr以下。总之，硒化/硫化冷却腔120内氧的含量控制在10PPM或以下。当温度达到控制值后，打开隔离阀门，基片进入镀膜缓冲腔130；在真空泵210的作用下，镀膜缓冲腔130的真空度达到镀膜真空度后，镀膜缓冲腔130的隔离阀门打开，基片进入电池基片镀膜腔140，开始溅射镀膜。电池基片镀膜腔140的真空压力可控制在1mTorr至20mTorr之间。溅射电源可采用中频交流电源，配合平面孪生阴极；也可采用射频电源，或采用脉冲直流电源。阴极采用平面阴极。电池吸收层覆盖上一层硫化镉膜层，组成了薄膜电池的最关键结构，从而形成了不受污染的P-N结，硫化镉薄膜层沉积完成后基片进入缓冲出片腔150，电池基片通过缓冲出片腔进入出片腔160。
该发明结构简单，使经过高温硒化/硫化这道工艺之后产生了铜铟镓硒四元相结晶的电池吸收层，使电池吸收层不暴露在大气中，这样不会有氧化反应，水汽吸收或其他杂质的污染，直接进行硫化镉膜层的沉积，形成不受污 染的P-N结，设计新颖，是一种很好的创新方案，很有市场推广前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。