可提高硒化质量的硒化反应装置及进行硒化反应的方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种砸化反应装置，具体为一种可提高砸化质量的砸化反应装置及进行砸化反应的方法，涉及太阳能技术领域。
【背景技术】
[0002]太阳能取之不尽、清洁无污染且随处可得。在当今世界面临能源危机、环境污染、全球变暖的背景下，利用太阳能取代传统能源是解决能源危机的有效途径之一。太阳能电池是一种将太阳能转换为电能的装置。太阳能电池的推广应用关键在于成本的降低。太阳能电池的成本包括材料的消耗、制备仪器、生产耗时和生产耗能。相对单晶硅、多晶硅太阳能电池，薄膜电池其所使用的原材料量很少，故原材料供给的短缺造成价格暴涨的现象发生的概率较低，因此薄膜电池非常有望实现低价高效的目标。其中，铜铟镓砸(CuInl-xGaxSe2或者CIGS)薄膜被看作是所有薄膜太阳电池技术中最有希望实现低价、高效、性能稳定的光伏材料。
[0003]CIGS太阳能电池后砸化法制备主要流程可分为:玻璃清洗一Mo溅射一CIGS溅射—砸化一CBD —窗口层溅射一电极印刷。其中砸化是整个过程当中最为核心的技术，砸化效果的好坏直接决定着CIGS电池的成败。目前砸化方式主要有两种，一种是使用砸化氢气体，但砸化氢有剧毒，安全隐患较大。另外一种是使用固态单质砸作为砸源，将砸加热产生砸蒸汽，而后砸蒸汽与CIGS片子反应生成CIGS电池。
[0004]然而传统方式中直接使用砸蒸发后的砸蒸汽与CIGS反应，这不仅会造成砸的渗透不足，还会使反应生成的CIGS质量不高，最主要的原因就在于砸原子的能量不足。在砸蒸发出来后，砸是以原子团的形式存在，这不利于砸化反应。同时在砸蒸汽的运输过程当中，传统的方式是直接使用冷的惰性气体，然而冷的惰性气体与热的砸蒸汽相遇，会降低砸蒸汽的温度，导致砸原子团聚现象更加严重。另外气流与基板的平行设计方式会导致气流头端与尾端反应效果不一致。
【发明内容】
[0005]本申请的目的是提供一种可提高砸化质量的砸化反应装置及砸化反应方法。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是:
一种可提高砸化质量的砸化反应装置，包括一个砸源蒸发室、砸蒸汽流通通道、载气流通通道、混合气体流通通道、反应室，其中，砸源蒸发室内设有一个用于盛放砸源的腔室一，该腔室一外壁上设置有多组加热棒一；腔室一上连通砸蒸汽流通通道，砸蒸汽流通通道的出口处为喇叭口，砸蒸汽流通通道的出口与载气流通通道的出气口相互平行；砸蒸汽与载气平行流入混合气体流通通道，混合气体流通通道的外壁上设置有多组加热棒二，混合气体流通通道中设置有微波发生装置；混合气体流通通道的出口处设置反应室，反应室内混合气体流通通道的出口处连接一个喇叭罩，喇叭罩罩口处设置有可加热式匀流板，可加热式勾流板下方设置有加热板，加热板上放置CIGS基片；反应室底部开设有抽气口。
[0007]所述载气流通通道的外壁上设置有多组加热棒三。
[0008]所述腔室一外侧壁上还设置有用于实时监控砸源蒸发室内温度的热电偶一。
[0009]所述CIGS基片上设置有用于实时监控CIGS基片温度的热电偶二。
[0010]所述混合气体流通通道为石英管。
[0011]一种利用可提高砸化质量的砸化反应装置进行砸化反应的方法，包括以下步骤: 步骤一、将砸粉放入腔室一处，CIGS基片放在加热板上；关闭腔室一，关闭载气流通通道的进气阀，打开抽气口处的出气阀，开始抽真空，真空度达到IPa以下；
步骤二、关闭出气阀，打开进气阀，进行充气；当气压达到装置内外气压平衡，关闭进气阀，打开抽气阀，抽真空，如此反复三次；
步骤三、抽气约半小时后，打开载气流通通道的进气阀，通载气；打开加热棒一、加热棒二、热棒三进行加热；设定加热棒一的温度为300~380°C，设定加热棒三的温度为300-3800C，设定加热棒二的温度为350~450°C ;同时加热板也开始加热，加热板的最高设定温度为560 °C ；
步骤四、热电偶一监控砸源蒸发室内温度达到230°C后，打开微波发生装置，同时加热式匀流板加热至350°C，开始反应；
步骤五、反应结束后，关闭加热板，腔室一保持继续加热，CIGS基片处自然降温，待温度降至200°C以下，关闭微波发生装置，接着关闭加热棒一，待腔室一温度降至230°C，关闭进气阀，同时关闭抽气口。
[0012]步骤三中加热板为温度梯度加热，先加热至130~180°C，反应10~30分钟，然后再升至300~400°C，反应10~30分钟，最后升至500~560°C，反应10~30分钟。
[0013]步骤五后还包括:
步骤六、待CIGS基片与腔室一冷却至室温，通入气体，打开反应室，取出样品。
[0014]本申请采用上述结构后，具有如下技术效果:
本申请所述的可提高砸化质量的砸化反应装置，采用微波离化砸原子，分散砸的大分子团，提高砸原子能量；传统方式中惰性气体是不加热的，本设计方案中加热惰性气体可以更好的保持砸蒸汽流的能量；本装置中两股气流交汇的方式采用了平行交汇，取消了传统的垂直交汇；使用可加热式匀流板提高砸蒸汽分布的均匀性；本申请砸化反应腔室小，小腔室不但可以让砸蒸汽快速充满整个腔体，同时也带来了成本上的节约。
[0015]本申请所述的可提高砸化质量的砸化反应方法不仅可以提高砸的能量，而且可以提高砸蒸汽压及砸蒸汽分布的均匀性，同时还可以提高砸的利用率，最终提升CIGS电池整体的效率。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
[0017]图1显示了本申请所述可提高砸化质量的砸化反应装置的结构；
图中:101、腔室一 ；102、加热棒一 ；103、热电偶一 ；104、砸蒸汽流通通道的出口 ；105、载气流通通道；106、混合气体流通通道；107、加热棒三；108、微波发生装置；109、加热棒二 ；110、喇叭罩；111、可加热式匀流板；112、CIGS基片；113、加热板；114、热电偶二 ；115、
抽气口。
【具体实施方式】
[0018]为使本申请的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]如图1所示，本申请所述一种可提高砸化质量的砸化反应装置，整体为真空密闭形式，腔体材料具有隔热保温功能。
[0020]本申请所述一种可提高砸化质量的砸化反应装置，包括一个砸源蒸发室、砸蒸汽流通通道、载气流通通道105、混合气体流通通道106、反应室，其中，砸源蒸发室内设有一个用于盛放砸源的腔室一 101，该腔室一 101外壁上设置有多组加热棒一 102，所述腔室一101外侧壁上还设置有用于实时监控砸源蒸发室内温度的热电偶一 103，加热棒一 102主要用于加热砸粉，产生砸蒸汽，热电偶一 103可以实时监控砸源内部温度。
[0021]腔室一 101上连通砸蒸汽流通通道，砸蒸汽流通通道的出口 104处为喇叭口，砸蒸汽流通通道的出口 104与载气流通通道105的出气口相互平行；砸蒸汽与载气平行射入混合气体流通通道106，混合气体流通通道106的外壁上设置有多组加热棒二 109，混合气体流通通道106中设置有微波发生装置108 ;混合气体流通通道106的出口处设置反应室，反应室内混合气体流通通道106的出口处连接一个喇叭罩110，喇叭罩110罩口处设置有可加热式匀流板111，可加热式匀流板111下方设置有加热板113，加热板113上放置CIGS基片112。
[0022]当砸蒸汽产生后，往上逸出，经过喇叭口改道后与载气流通通道105处进入的载气，如惰性气体氩气等相遇，一同进入混合气体流通通道106，优选地，混合气体流通通道106为石英管。
[0023]载气流通通道105内的惰性气体经加热棒三107的加热，温度与砸蒸汽相同。砸蒸汽由惰性气体带动在混合气体流通通道106内流动，经过微波发生装置108处，砸蒸汽内部的砸团聚大分子团被打散，砸原子成砸离子。在整个石英管内部流动时，为了防止砸蒸汽冷凝，在石英管管壁上缠绕有加热棒二 109，保证运输过程中不冷凝。混合气体继续往下到达喇叭罩110处，在喇叭罩110下方装有可加热式匀流板111，可将砸蒸汽更加均匀的分布在整个反应室内，反应室底部开设有抽气口 115 ;可加热式匀流板111连接有加热装置，可被加热。砸蒸汽经过可加热式匀流板111到达CIGS基片112，CIGS基片112放置在加热板113上，所述CIGS基片112上设置有用于实时监控CIGS基片112温度的热电偶二 114。
[0024]本申