[实用新型]一种硫化镉化学水浴镀膜反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制备领域，具体涉及一种用于平板CIGS太阳能电池的硫化镉化学水浴镀膜反应器。 

背景技术

硫化镉薄膜在铜铟镓硒太阳能电池的各层薄膜中是十分重要的一层，属于N型半导体，通过镉离子在铜铟镓硒CIGS界面上的扩散形成电池的PN结。 

硫化镉薄膜是通过化学水浴镀膜技术，在已镀有CIGS薄膜的基片上镀膜形成。现有的硫化镉薄膜化学水浴镀膜技术在制作平板CIGS太阳能电池的过程中，不论尺度大小，是先将配制好的常温反应镀液（通常使用的反应镀液为醋酸镉、硫脲、氨和去离子水，其配比为0.5～2/4～12/35～140/1500～4000，配制精度±1～3%，硫脲过量）注入一个能装入多块平板CIGS太阳能电池基片的反应槽，再装入已镀有CIGS薄膜的基片，在反应槽外部的化学水浴槽内通入65～95℃热水加热反应镀液，达到反应温度后反应槽内开始镀膜，通过控制反应终点可以获得高质量的薄膜，镀膜后的废液外排至后续镉处理系统。为了使基片跟反应镀液充分反应，生长硫化镉薄膜的时间很长，如果反应镀液的液面很低，则与空气的界面产生的界面效应明显。界面效应不仅使得基板自身不能生长硫化镉薄膜，而且还会使基片上已有的CIGS薄膜脱落，因此，为了防止界面效应，需要大量的反应镀液。 

上述技术和装置虽然能够得到需要的薄膜，操作也较简单，但是由于化学反应镀液只能一次性使用，浸泡式反应器的反应镀液用量大，反应镀液的镉利用率只有5～20%，一般废液镉浓度高达150～180mg/l，镉和其他的化学产物全部排至后部的镉处理系统。鉴于镉在环境中会给动植物的生存带来巨大危害，必须严格处理至符合国家相应的排放标准方可，使得CIGS太阳能电池生产企业的镉处理负担重，资金投入大，形成在技术、管理及经营等多方面需要进一步解决的难题。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，采用超小型反应器结构，大幅度降低反应镀液的用量，使反应镀液的镉利用率提高到50～70%，大大减少了镉外排量和后续镉处理系统的处理负荷。 

本实用新型的目的在于提供一种用于平板CIGS太阳能电池的硫化镉化学水浴镀膜反应器。 

本实用新型的用于平板CIGS太阳能电池的硫化镉化学水浴镀膜反应器包括：硫化镉反应器、化学水浴槽、热水循环系统及反应镀液配制装置；其中，硫化镉反应器放置在化学水浴槽中；化学水浴槽与热水循环系统相连接；进一步，硫化镉反应器包括：注液管、排液管、密封件及两片基片；其中，基片的一面镀有铜铟镓硒薄膜，两片基片的镀有铜铟镓硒薄膜的面相对放置；两片基片的两端分别设置有密封件；注液管和排液管分别通过密封件伸入至两片基片中；反应镀液配制装置与注液管相连接。 

基片上已经镀有铜铟镓硒薄膜，两片基片的铜铟镓硒薄膜相对放置，两片基片之间的距离按反应镀液设计浓度和基片尺度确定，一般为1～5mm，形成狭缝。两片基片的两端设置有密封件，密封件不仅将两片基片固定，而且将两片基片的内部空间密封，从而与化学水浴槽中的水浴热水隔离。密封件上设置有注液孔和排液孔，注液管和排液管分别通过注液孔和排液孔插进密封件伸入至两片基片中，反应镀液通过注液管注入至两片基片的之间的狭缝。硫化镉反应器放置在化学水浴槽中，化学水浴槽内盛放有水浴热水，水浴热水采用热水循环系统将温度维持在65～85℃±1℃之间。热水循环系统包括热水循环注水管道、热水循环加热装置和热水循环回水管道，水浴热水从热水循环加热装置通过热水循环注水管道流入化学水浴槽内，通过热水循环回水管道流回热水循环加热装置，从而保证化学水浴槽内的水浴热水的温度稳定均衡。 

进一步，本实用新型还包括真空注排液装置，真空注排液装置与排液管相连接，从而能够采用真空注入或排出反应镀液。 

进一步，本实用新型还包括两片固定板，两片固定板分别设置在两片基片的外侧，两片固定板与两端的密封件构成固定框。 

采用本实用新型的硫化镉化学水浴镀膜反应器的硫化镉薄膜的镀膜方法包括以下步骤： 

1）将两片镀有铜铟镓硒薄膜的基片相对放置，两端分别用密封件固定，两片基片之间 

的距离按反应镀液设计浓度和基片尺度确定，一般为1～5mm，形成硫化镉反应器； 

2）将按设计比例配制的反应镀液通过注液管，均匀注入两片基片之间的狭缝中，要求 

反应镀液不混浊、注满且无气泡，采用通常的直接注液方法从通过注液管注入反应镀液 

或利用真空注排液装置的负压作用自排液管排气同时自注液管注入反应镀液均可；