[发明专利]一种硒化装置和硒回收利用方法

说明书

本发明提供一种硒化装置和硒回收利用方法。硒化装置包括硒蒸发器、硒沉积室和硒冷凝回收装置，所述硒蒸发器通过第一管路与所述硒沉积室连接，所述硒沉积室通过第二管路与所述硒冷凝回收装置连接，所述硒冷凝回收装置通过第三管路与所述硒蒸发器连接。本发明通过设置硒冷凝回收装置，能够将硒化反应中尾气中的低浓度气态硒的冷凝回收并导入硒蒸发器中，从而能够实现对硒的回收利用，提高了硒的利用率。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种硒化装置和硒回收利用方法。

背景技术

铜铟镓硒(简称CIGS)薄膜太阳能电池是新一代最具发展前景的太阳能电池。它具有转换效率高、成本低、寿命长、弱光性能好、抗辐射能力强等优点，是目前实验室转换效率最高的薄膜太阳能电池，被广泛应用于光伏发电。

现有的CIGS吸收层的制备方法主要有包括共蒸发法、溅射后硒化法(简称两步法)、电化学法等。共蒸发法是通过蒸发Cu(铜)、In(铟)、Ga(镓)、Se(硒)四种元素，使其同时于基底沉积反应得到CIGS吸收层；两步法是首先通过溅射CuGa、In/CuGa、CuIn等靶材得到CuInGa金属预制膜或者溅射In₂Se₃、Ga₂Se₃、Cu₂Se等化合物靶材得到CuInGaSe预制膜，然后在H₂Se或者Se蒸气气氛下进行高温热处理获得CIGS吸收层。

其中，共蒸发法制备CIGS吸收层能够获得较高的小面积电池转换效率，但由于大面积均匀性难以控制，产业化应用受到一定局限。两步法制备CIGS吸收层过程中通常以固态的单质硒为硒源，将硒蒸发为气态并反应形成CIGS吸收层。为了确保反应过程正常进行，反应过程中需要保证气态硒的浓度，并供应过量气态硒，反应过后的气体随尾气过滤后排出，这导致两步法中硒元素利用率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种硒化装置和硒回收利用方法，以解决现有两步法制备CIGS薄膜太阳能电池的工艺存在硒元素利用率较低的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种硒化装置，包括硒蒸发器、硒沉积室和硒冷凝回收装置，所述硒蒸发器通过第一管路与所述硒沉积室连接，所述硒沉积室通过第二管路与所述硒冷凝回收装置连接，所述硒冷凝回收装置通过第三管路与所述硒蒸发器连接。

可选的，所述硒冷凝回收装置包括多个串联设置的冷凝器，每一所述冷凝器的输出端连接至所述第三管路。

可选的，所述冷凝器包括壳体和设置在所述壳体内的多级交错设置的换热隔板，所述壳体和所述换热隔板围成气态硒流动的气流通道。

可选的，所述冷凝器上设置有调节所述冷凝器温度的温控组件。

可选的，所述第三管路外侧设置有保温组件和/或加热所述第三管路的加热组件。

可选的，所述硒化装置还包括回收阀门，所述回收阀门设置于所述硒冷凝回收装置与所述第三管路之间。

第二方面，本发明实施例提供一种硒回收利用方法，包括以下步骤：

将硒沉积室中的气态硒通过第一管路导入硒冷凝回收装置，使气态硒在所述硒冷凝回收装置中冷凝为液态；

将冷凝为液态的硒通过第三管路导入硒蒸发器。

可选的，所述硒冷凝回收装置包括多个串联设置的冷凝器，所述冷凝器包括温控组件，所述方法还包括：

通过所述温控调节各所述冷凝器的温度为预设温度。

可选的，沿气态硒的流动方向，所述冷凝器的温度逐渐降低，相邻两个冷凝器的温度差为30至80摄氏度。

可选的，所述冷凝器的最低温度不低于230摄氏度。