[实用新型]一种利用RTS的CIGS薄膜型太阳能电池的制备装置

说明书

本实用新型提供了一种利用RTS(快速热升华)的CIGS薄膜型太阳能电池的制备装置，包括真空腔；被固定在所述真空腔盖内侧面的基板加热器驱动部；被安装在设置于真空腔底面上并与所述基板加热用加热器相隔预定距离的放置部上的基板；设置在所述基板下方的近距离蒸发源；根据操作人员的操作进行发热的元素加热用加热器；设置在所述近距离蒸发源和所述元素加热用加热器之间，将所述元素加热用加热器产生的热量施加到所述近距离蒸发源的石英窗口。本实用新型利用RTS沉积硒，通过基板用高温加热形成结晶，制备铜‑铟‑镓‑硒太阳能电池单元，有效避免了H2Se或H2S等有毒气体；简化了薄膜太阳能电池制造工艺，节约了成本，提高了生产率。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，具体地，涉及一种利用RTS的CIGS薄膜型太阳能电池的制备装置。

背景技术

CIGS薄膜型太阳能电池是由铜、铟、镓、硒(Cu、In、Ga、Se)四种元素组成的化合物薄膜，具有将太阳能热转换为电流的pn混合结结构，以及薄膜太阳能电池特有的集成结构。如图1所示，CIGS太阳能电池由玻璃基板/MO层/CIGS层/CdS/TCO透明电极层(ZnO、ITO)构成。

如图2所示，CIGS薄膜型太阳能电池是在一个大型基板上一次形成多个单位太阳能电池单元的整体结构，与现有的使用硅晶片制造的太阳能电池不同，可以使产品模块化的必要过程被简化，可以大大降低批量生产成本。

整体结构是按照下图2中所示的结构把玻璃基板上形成的MO/CIGS/CdS/ZnO层，通过使用激光和针的构图刻划工艺将太阳能电池单元串联连接而形成。

CIGS薄膜太阳能电池通过图3所示的工艺制造。首先，湿式清洗玻璃基板，通过溅射沉积形成Mo层。然后，通过激光刻图工艺形成构图，并通过热沉积技术在其上沉积CIGS层。然后，通过CSD(化学表面沉积)技术使CdS层生长成膜后，再执行机械式刻图工艺。之后，使用溅射沉积技术来沉积透明电极层，并通过机械式刻图工艺来完成制造CIGS太阳能电池的面板。高纯CIGS太阳能电池的制造工艺主要在10,000级洁净室中进行。

铜-铟-镓-硒太阳能电池的光吸收层的制造方法可以大致分为同时蒸镀法和两步骤工艺法。

同时蒸发法是指使用热蒸发源同时蒸发作为单位元素的铜、铟、镓和硒，在高温基板上形成薄膜的方法，因独立使用各蒸发源，容易控制元素的组成，到目前为止，通过这种方法获得了最高的效率。在工业模块的大规模生产中，需要使薄膜达到最大化，但同时蒸发法在工业化生产中，制造大面积薄膜存在较大困难，存在蒸发源在制造大面积薄膜时，薄膜不均匀性问题、基板下沉问题、元素之间的污染问题、及蒸发源与基板之间的距离很长导致元素的消耗量(特别是稀有金属铟的消耗量)很大的问题。

作为已知的前驱体化学反应的两步骤工艺法，通过溅射依次真空沉积铜、铟和镓金属薄膜，然后真空沉积硒，之后通过在H₂Se气体或H₂S气体的高温条件下进行热处理来完成化学组成。

这被称为硒化或硫化，与同时蒸发法相比，薄膜的均匀性好，且材料利用率高，因此可以期待制造工艺的成本较低。

然而，由于H₂Se气体或H₂S气体是非常有毒的气体，应用于生产工艺时，使用起来过于危险，很难对设备进行维护和管理，并且由于在沉积硒之后，再进行硒化过程，所以存在工艺变复杂的问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用RTS的CIGS薄膜型太阳能电池的制备装置。