一种CIGS背电极Mo‑Na合金层沉积装置的制作方法

本实用新型涉及一种铜铟镓硒（简称CIGS） 薄膜太阳能电池背电极生产领域，特别涉及一种在生产铜铟镓硒（简称CIGS）薄膜太阳能背电极中磁控溅射沉积Mo-Na合金层的装置。

背景技术：

在现有的太阳能电池技术中，铜铟镓硒（简称CIGS） 薄膜太阳能电池具有光电转化率高、弱光性能好、成本低，既可以在硬质衬底，如玻璃上成膜做成刚性组件，又可以在柔性衬底上，如不锈钢、铝和耐高温高分子材料上做成柔性组件，最适合作为光伏建筑一体化（BIPV）使用等优点，受到了人们关注，是一种很有发展潜力的太阳能电池技术。

CIGS 薄膜太阳能电池的理论最高效率为33％，而现在实验室可以做到的最高效率才达到21.7％，还有很大的提高空间。CIGS薄膜太阳能电池制备方法很多，目前主流工艺有二种：一种是先在背电极/衬底基片上采用磁控溅射的方法沉积铜铟镓CIG金属预制层，然后采用预沉积硒或在硒化氢环境中快速升温热处理的方法进行硒化，形成CIGS吸收层；另一种是在高温背电极/衬底基片上采用磁控溅射或共蒸的方法同时沉积铜、铟、镓、硒四种元素，以生成CIGS吸收层薄膜。

在CIGS吸收层制备温度条件下（通常为450-590℃），金属钼不易同铜或铟合金化，不易在CIGS吸收层中扩散，具备较高的稳定性，并且同CIGS吸收层之间具有较低的接触阻抗，使其成为CIGS薄膜太阳能电池优选背电极材料，为了增强Mo同衬底的结合力，一般采用双层结构一底层钼和外层钼，底层钼直接沉积在衬底表面上，同衬底具有较强的结合力，但导电性差，上层钼沉积在底层钼表面上，导电性好，用于导电层。

在CIGS吸收层制备过程中，少量钠的存在有助于改善CIGS的晶体结构，进一步提高CIGS薄膜太阳能电池的光电转化率。研究人员通过在具有双层结构的背电极中采用磁控溅射技术沉积一MoNa合金层的方法，为铜铟镓硒光吸收层提供Na源。在磁控溅射沉积MoNa合金时，MoNa合金除了沉积在基板表面外，还会沉积到腔室的各个内表面，由于含钠Na合金具有较强的腐蚀性，需要定期清理。因此，在大规模连续生产铜铟镓硒薄膜太阳能背电极中，有必要提供一种简单、MoNa合金磁控溅射真空腔室可以独自破空清理、极大缩短维护时间和经济的MoNa合金磁控溅射真空腔室装置，本发明就是为了达到这一目的。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种在大规模连续生产铜铟镓硒薄膜太阳能背电极中磁控溅射沉积MoNa合金层的装置，将MoNa合金磁控溅射真空腔室的破空清理对背电极生产的影响减少到最小。

为达到上述目的，本实用新型采用的方法技术方案是：一种CIGS背电极Mo-Na合金层沉积装置，包括一真空腔室，该真空腔室的一端作为进口端，另一端作为出口端，真空腔室内从其进口端向出口端设置有传送辊道，且真空腔室内对应于传送辊道的上方设有Mo-Na合金层磁控溅射装置；

所述真空腔室的进口端上隔设有进口隔离单元，真空腔室的进口端经进口隔离单元连接底层Mo导电层磁控溅射室；所述真空腔室的出口端上隔设有出口隔离单元，真空腔室的出口端经出口隔离单元连接上层Mo导电层磁控溅射室；

所述进口隔离单元和出口隔离单元至少包括一用于封断真空腔室的进口端或出口端的隔离板，该隔离板上设有用于传送的狭缝，该狭缝上封盖有门阀。

上述方案中，所述进口隔离单元和出口隔离单元结构相同，还包括一隔离腔室，该隔离腔室的两端壁面上设有所述用于传送的狭缝，狭缝上封盖有门阀，即该隔离腔室的两端壁面作为两个所述隔离板。

进一步，所述门阀为翻板阀，翻板阀设于狭缝的于隔离腔室的内侧处。

上述方案中，所述隔离腔室内也设有传送辊道。

上述方案中，所述进口隔离单元和出口隔离单元结构相同，还包括一隔离腔室，该隔离腔室的两端壁面上设有狭缝，且在隔离腔室的中间再隔设有一中间隔离板，该中间隔离板上设有狭缝，中间隔离板的狭缝上在其正反两侧各设置一翻板阀，即中间隔离板作为所述隔离板。

上述方案中，所述进口隔离单元和出口隔离单元结构相同，就包括一块所述隔离板，该隔离板上设有狭缝，隔离板的狭缝上在其正反两侧各设置一翻板阀。

上述方案中，所述门阀为一翻板阀或闸阀。

本实用新型设计原理以及优点是：本实用新型通过在Mo-Na合金磁控溅射腔室两侧设有隔离单元的方法，极大地减少了在磁控溅射过程中Mo-Na合金向左右两侧Mo导电层磁控溅射真空腔室的转移，降低了Na对其它腔室的污染；另一方面，在单独清理Mo-Na合金磁控溅射真空腔室时，只需要关闭该Mo-Na合金磁控溅射真空腔室左右两侧隔离单元中的门阀，而该Mo-Na合金磁控溅射真空腔室左右两侧的Mo导电层磁控溅射真空腔室仍然处于真空状态，极大地缩短了维护或清理Mo-Na合金磁控溅射真空腔室对背电极生产的影响时间，提高了生产线生产效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的隔离单元的结构示意图；

图3为应用本实用新型实施例一的铜铟镓硒薄膜太阳能背电极生产线结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的隔离单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三的隔离单元的结构示意图。

以上附图中：100、衬底；1、真空腔室；11、传送辊道；12、Mo-Na合金层磁控溅射装置；13、冷却板；2、进口隔离单元；21、隔离腔室；211、狭缝；2111、门阀；212、传送辊道；22、中间隔离板；221、狭缝；2211、翻板阀；23、隔离板；231、狭缝；2311、翻板阀；3、出口隔离单元；4、底层Mo导电层磁控溅射室；5、上层Mo导电层磁控溅射；6、进口室；7、过渡室；8、过渡室；9、出口室。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1、图2所示：

一种CIGS背电极Mo-Na合金层沉积装置，参见图1所示，包括一真空腔室1，该真空腔室1的一端作为进口端，另一端作为出口端，真空腔室1内从其进口端向出口端设置有传送辊道11，且真空腔室1内对应于传送辊道11的上方设有Mo-Na合金层磁控溅射装置12；在传送辊道11之间设有冷却板13。

参见图1所示，所述真空腔室1的进口端上隔设有进口隔离单元2，真空腔室1的进口端经进口隔离单元2连接底层Mo导电层磁控溅射室4；所述真空腔室1的出口端上隔设有出口隔离单元3，真空腔室1的出口端经出口隔离单元3连接上层Mo导电层磁控溅射室5。

所述进口隔离单元2和出口隔离单元3至少包括一用于封断真空腔室1的进口端或出口端的隔离板，该隔离板上设有用于传送的狭缝，该狭缝上封盖有门阀。具体如图2所示，所述进口隔离单元2和出口隔离单元3结构相同，还包括一隔离腔室21，该隔离腔室21的两端壁面上设有所述用于传送的狭缝211，狭缝211上封盖有门阀2111，即该隔离腔室21的两端壁面作为两个所述隔离板，具体门阀2111采用翻板阀，具体翻板阀设于狭缝211的于隔离腔室21的内侧处。所述隔离腔室21内也设有传送辊道212。

具体，如图2所述隔离腔室21即是一与真空腔室等高等截面的腔室。

参见图3所示，铜铟镓硒薄膜太阳能背电极磁控溅射生产线由进口室6、过渡室7、底层Mo导电层磁控溅射室4、隔离单元2、Mo-Na合金磁控溅射的真空腔室1、隔离单元3、上层Mo导电层磁控溅射室5、过渡室8和出口室9组成。

本实施例在铜铟镓硒薄膜太阳能背电极生产和真空腔室1清理维护的工作过程具体介绍如下：

在大规模连续生产背电极过程中，进口隔离单元2和出口隔离单元3的门阀保持开启状态，衬底100通过进口室6、过渡室7、进入底层Mo导电层磁控溅射室4，在所述底层Mo导电层磁控溅射4室4内以恒定的传送速度沉积底层Mo导电层后，穿过进口隔离单元2进入所述真空腔室1，在真空腔室1内进行Mo-Na合金层的磁控溅射沉积，然后继续以恒定的传送速度穿过出口隔离单元3进入上层Mo导电层的磁控溅射室5，磁控溅射沉积上层Mo导电层，完成在衬底表面上的底层Mo、Mo-Na合金和上层Mo的磁控溅射沉积，最后通过过渡室8、出口室9进入大气。

当沉积在真空腔室1内表面上的Mo-Na合金需要清理时，停止生产，关闭进口隔离单元2和出口隔离单元3的门阀，关闭所有连接真空腔室1的真空管线和泵组，破空，开盖，清理真空腔室1内沉积有Mo-Na合金薄膜的表面或更换沉积有No-Ma合金薄膜的挡板。在真空腔室1破空期间，进口隔离单元2和出口隔离单元3的门阀始终处于关闭状态，因此，底层Mo和上层Mo导电层磁控溅射腔室4、5都处于真空状态，待真空腔室1清理完毕后，合盖，抽真空，当真空腔室1和进口隔离单元2和出口隔离单元3的隔离腔室21的真空度达到10^-5mbar时，打开进口隔离单元2和出口隔离单元3的门阀，继续抽真空到背电极生产工艺要求，重启生产。

实施例二：参见图4所示：

一种CIGS背电极Mo-Na合金层沉积装置，包括一真空腔室1，与实施例一的不同之处在于：所述进口隔离单元2和出口隔离单元3结构相同，还包括一隔离腔室，该隔离腔室的两端壁面上设有狭缝，且在隔离腔室的中间再隔设有一中间隔离板22，该中间隔离板22上设有狭缝221，中间隔离板22的狭缝221上在其正反两侧各设置一翻板阀2211，即中间隔离板22作为所述隔离板。两翻板阀2211在铜铟镓硒薄膜太阳能背电极生产中开启，在真空腔室1破空清理时呈关闭状态。

实施例三：参见图5所示：

一种CIGS背电极Mo-Na合金层沉积装置，包括一真空腔室1，与实施例一的不同之处在于：所述进口隔离单元2和出口隔离单元3结构相同，进口隔离单元2和出口隔离单元3直接为一块所述隔离板23，该隔离板23上设有狭缝231，隔离板23的狭缝231上在其正反两侧各设置一翻板阀2311。两翻板阀2311在铜铟镓硒薄膜太阳能背电极生产中开启，在真空腔室1破空清理时呈关闭状态。

上述为举例，实际中，门阀可采用翻板阀、闸阀、或者现有各种可用于真空腔室阻断的阀门。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。