[发明专利]一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法

说明书

本发明公开了一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法，所述工艺控制方法通过输入装置、信号采集装置、信号反馈控制装置实现工艺控制，所述工艺控制方法包括以下步骤：S1，根据生产参数要求，输入装置上设置输入控制变量和标定量；S2，设置信号采集装置采集输入装置的光学信号并传输至信号反馈控制装置；S3，信号反馈控制装置将光学信号转换成输出控制变量与标定量对比，判断并形成模拟信号指令传输至输入装置；S4，输入装置根据模拟信号指令判断调整输入控制变量，并重复步骤S2、S3。本发明提供的工艺控制方法实现闭环控制生产过程，实时自动调整参数，响应速度高，实现吸收层均匀性的控制，保证工艺稳定性和精确性，提高电池芯片的良品率。

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池领域，涉及一种多元化合物薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法。

背景技术

薄膜太阳能电池，因其绿色环保，作为第二代太阳能技术替代传统晶硅电池，有广阔的市场前景。薄膜太阳能电池技术，一般采用多元化合物半导体作为吸收层，如CIGSSe（铜铟镓硫硒）、CIGS（铜铟镓硒）、CZTS（铜锌锡硫）、CZTSe（铜锌锡硒）等。此类薄膜太阳能电池吸收层规模制备的关键在于：1、吸收层各元素原子配比及梯度分布的实现；2、吸收层各元素原子配比及梯度分布的精确自动控制。

现有工业化的吸收层成膜制备工艺中，主流技术路线为多元共蒸发发和溅射硒化法。其吸收层各元素原子配比及梯度分布的实现和控制原理为：根据吸收层膜层厚度及元素原子配比和梯度分布要求，按照仿真模型预置各分布层的不同比例金属溅射或者蒸发源。控制各输入变量实际值在设定值附近，按照一定的频率取样离线探测各元素在总的吸收层上的量比和其在基底上的分布均匀性。

目前成膜制备工艺的本质是在线控制和调整的均是输入控制变量，而实际膜层的元素原子配比及在各膜层的梯度分布这一输出控制变量并没有得到实时的检测和调节，而仅仅是通过一定频率的离线探测 才能获得，但目前通用的如X射线荧光光谱探测方法仅仅只能获得各元素在总的吸收层上的量比，无法测得在吸收层各分布膜层的元素量比，从而无法获得精确的梯度分布，也无法对均匀性进行调节，是一种不完善、响应慢的控制方法。

因此寻求一种能够在线实时检测吸收层各分布膜层的元素原子配比和梯度分布等输出控制变量，实时反馈并调节各溅射源或者蒸发源的溅射功率、蒸发速率等输入控制变量来精确控制吸收层厚度方向上各元素原子配比及梯度分布的闭环控制方法对于薄膜太阳能电池吸收层规模制备极具意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法，解决在线实时检测并同步精准控制的闭环控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：