[发明专利]沉积腔室、镀膜设备及镀膜方法

说明书

本发明提供一种沉积腔室、镀膜设备及镀膜方法，沉积腔室包括至少两组金属蒸发源和至少一组非金属蒸发源；每组金属蒸发源包括至少两种金属蒸发源；沿着沉积腔室的幅长方向，至少两组金属蒸发源分别设置于沉积腔室的两侧，且每组金属蒸发源包括至少一排金属蒸发源，每组金属蒸发源呈直线或水平交错的方式排布；每组金属蒸发源的总数量为12个。镀膜设备包括上述的沉积腔室。本发明改善了薄膜的性能，提高了太阳能薄膜电池的发电效率和成品率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池衬底镀膜技术领域，尤其涉及一种沉积腔室、镀膜设备及镀膜方法。

背景技术

薄膜太阳能电池的研究近年来发展迅速，已成为太阳能电池领域中最活跃的方向，而其中铜铟镓硒尤为引人注目，是太阳能电池材料体系中能够同时兼顾高效率和低成本的、最好的和最现实的体系。

在诸多的制备镀膜吸收层的技术中，磁控溅射法制备薄膜太阳电池容易实现大规模生产。

磁控溅射法是利用气体放电产生正离子，正离子在电场的作用下，以较高运动速度轰击作为阴极的靶，使靶材中的原子或分子逃逸出来而沉淀到镀工件的表面，形成所需要的薄膜。

溅射过程建立在辉光放电的基础上，即溅射离子都来源于气体放电。不同的溅射技术所采用的辉光放电方式有所不同。直流二极溅射利用的是直流辉光放电；三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电；射频溅射是利用射频辉光放电；磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。溅射存在如下优势：(1)任何物质均可以溅射，尤其是高熔点、低蒸气压的元素和化合物；(2)溅射膜与基板之间的附着性好；(3)薄膜密度高；(4)膜厚可控制和重复性好等。溅射亦存在如下缺点：(1)成膜速率差；(2)设备需要高压装置，导致设备复杂昂贵。(3)不适用于低硬度材料，如非金属材料。

针对磁性溅射法成膜速率差、设备复杂昂贵、不适用于非金属材料等缺点，现有技术开发了共蒸法对金属材料和非金属材料进行镀膜。目前大部分的铜铟镓硒电池都是利用真空蒸镀的方式生产的，一般称为共蒸镀。共蒸镀镀膜是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化成粒子，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。共蒸镀具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点；尽管共蒸镀膜具有如上优势，仍然存在如下问题：(1)不适用于高溶点材料，如钼、钨等，因为溶点高，蒸发太慢；(2)镀膜厚度不容易控制；(3)蒸镀的膜中心点厚，四周薄，镀膜不均匀；(4)不适应大规模的生产。

由于上述共蒸镀膜存在镀膜厚度不均，镀膜厚度不容易控制等问题，因此容易造成形成的膜性能不均的问题，进一步地会影响薄膜电池的发电效率和成品率。

综上分析，现有技术方案中，缺少一种易于控制镀膜厚度、提高镀膜均匀性以及提高太阳能薄膜电池的发电效率和成品率的沉积腔室、镀膜设备及镀膜方法。

发明内容

本发明提供一种沉积腔室、镀膜设备及镀膜方法，以解决现有技术中溅射镀膜法容易造成镀膜厚度、物质等不同导致的薄膜性能不均，进一步地影响太阳能薄膜电池的发电效率和成品率的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种沉积腔室，包括至少两组金属蒸发源和至少一组非金属蒸发源；

每组所述金属蒸发源包括至少两种金属蒸发源；

沿着所述沉积腔室的幅长方向，至少两组所述金属蒸发源分别设置于所述沉积腔室的两侧，且每组所述金属蒸发源包括至少一排所述金属蒸发源，每组所述金属蒸发源呈直线或水平交错的方式排布；每组所述金属蒸发源的总数量为12个。本发明改善了镀膜的均匀性；且通过在所述沉积腔室内设置12对金属蒸发源，金属蒸发源呈直线或水平交错的方式排布于所述沉积腔室外壁上，改善了薄膜的性能，提高了太阳能薄膜电池的发电效率和成品率。

可选地，上述的沉积腔室，每组所述金属蒸发源包括镓Ga蒸发源、铟In蒸发源和铜Cu蒸发源；或/和所述非金属蒸发源为Se蒸发源；