[实用新型]一种流水线型CdTe薄膜太阳能电池制备设备

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池的制备设备，特别涉及一种流水线型CdTe薄膜太阳能电池制备设备。

背景技术：

太阳能电池是将太阳光能直接转换成电能的一种器件，目前已大规模商业化的太阳能电池是晶体硅(单晶硅和多晶硅)太阳能电池、硅薄膜太阳能电池等硅系列太阳能电池和化合物太阳能电池。但晶体硅太阳能电池具有原材料消耗大、成本高和能源偿还时间(EPT)长等缺点，特别是再太阳能光伏发电市场爆发性增长，而重要的晶体硅太阳能电池依赖的高纯多晶硅材料由于技术及资金瓶颈而短缺的今天。寻求资源节约型、环境友好型并适于大量生产的太阳能电池，是光伏科学界的挑战，也是太阳能光伏发电承担从补充能源到替代能源转换的历史任务必须优先解决的问题。

薄膜太阳能电池顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池，材料用量极少，更容易降低成本，同时它即是一种高效能源产品，又是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳能电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。

在薄膜太阳能电池制备过程中，各个工艺过程及工艺环境对器件的性能及稳定性都有很大的影响，具体到CdTe薄膜太阳电池的制备过程中，制备设备的稳定性和合理性对薄膜电池的转化效率能产生很大的影响，设备的易操作性以及便捷性能提高生产效率，效率的提高可以降低薄膜电池的生产成本，提高产品的市场竞争力，制备过程都在真空闭锁环境下完成，能确保器件的稳定性。

目前在CdTe薄膜电池制备领域所使用的设备多为升华炉，电极由磁控溅射仪制备。这种设备的缺点是劳动强度大，工作效率低且由于样品要暴露在外界大气下稳定性也得不到保证。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种流水线型CdTe薄膜太阳能电池制备设备，该设备能在真空闭锁调节下完成所有制备太阳能电池的工序，具有效率高，自动化程度高、没有中间污染环节等特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种流水线型CdTe薄膜太阳能电池制备设备，包括一可对所述制备设备进行控制的主机机柜、一设置在主机机柜上的近空间升华炉及一磁控溅射仪；所述磁控溅射仪顶部设有旋转加热样品台，所述近空间升华炉下方设有红外加热器，上方设有升降加热样品台，所述近空间升华炉与磁控溅射仪通过插板阀连接，一磁力机械手贯穿于近空间升华炉与磁控溅射仪中。

进一步地，所述磁控溅射仪下方设有可升降的磁控溅射靶.采用磁控溅射靶位于磁控溅射仪的下方，旋转加热样品台位于磁控溅射仪的顶部结构，由下向上溅射，可以避免微粒物质落到基片上；磁控溅射靶与基片的距离在超高真空的环境中在线动态连续可调，为寻找最佳实验参数提供了强有力的实验手段.

进一步地，所述红外加热器为红外卤素灯，所述红外加热器外面套设有水冷屏蔽装置。将红外加热器设置在近空间升华炉的下方，并采用红外卤素灯加热可以避免加热元件放气或挥发对基片和真空室的污染，可以避免高温加热通氧气时的氧化反应，提高加热器的可靠性和寿命。红外卤素灯加热提高了加热器的温度均匀性，使镀膜更均匀，升温速度快，加热温度高，温度可用电脑编程控制，可调可控。

进一步地，所述近空间升华炉内设置有升华源，所述升华源上方设有能保证镀膜可控性的磁力耦合挡板。每个升华源采用独立的结构，互不关联，能够减少污染。升降加热样品台位于升华炉的上方，样品衬底到升华源的距离在线连续可调。

本专利为了保证镀膜的工艺性，每只磁控溅射靶均配备电动靶挡板，可在操作面板上电动控制靶挡板的开关，可以采用单靶独立、双靶或多靶任意轮流或组合共同溅射的工作模式。

本专利中，样品进入近空间升华炉蒸镀好CdS、CdTe以后由磁力机械手传送至磁控溅射仪进行退火处理并制备背电极。全套工序可在电脑上操作完成。

在制备CdTe薄膜太阳电池过程中，使用本专利设备，由于是流水线操作，并且可以根据实验的具体要求，设计不同材料的蒸镀时间、温度和顺序来达到实验的最佳参数，具有操作灵活性好、自动化程度高等优点，使工作效率得到大大的提高从而降低了实验成本。另外，由于所有操作在真空闭锁条件下进行，避免了空气中的污染成分对薄膜电池性能的影响，能保证薄膜电池具有高效性和稳定性。

本实用新型构思新颖，设计合理，结构简单，可广泛生产并应用于各种化合物、介质复合膜、太阳能薄膜的试验生长，尤其是CdTe薄膜太阳能电池的生产过程。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标号说明：