[发明专利]一种柔性卷对卷铜铟镓硒蒸发羽流控制结构

说明书

本发明涉及一种柔性卷对卷铜铟镓硒蒸发羽流控制结构，解决柔性卷对卷铜铟镓硒蒸镀中蒸发羽流的稳定控制问题。本装置包括真空腔，真空腔内设置放卷轴和收卷轴，放卷轴和收卷轴之间沿输送辊输送基底，所述基底经过若干蒸镀区，蒸镀区设置在相邻输送辊之间，所述蒸镀区在基底下方设有导流罩，所述导流罩顶面开口，导流罩下部设置硒源及金属源，所述蒸镀区在基底的上方设有上罩，所述上罩与导流罩在基底左右两侧扣合封闭，所述导流罩顶面与基底底面在前后两侧留有溢流间隙，相邻蒸镀区的导流罩前后相邻侧壁之间设有抽吸间隙。本发明通过蒸汽喷口的喷出角度以及导流罩的导流设置，使羽流蒸发‑镀膜‑流散‑抽出的有序运行，提高羽流控制的稳定性。

技术领域

本发明属于太阳能电池片生产领域，涉及一种连续式铜铟镓硒柔性太阳能电池片的蒸镀设备，特别涉及一种柔性卷对卷铜铟镓硒蒸发羽流控制结构。

背景技术

柔性太阳能电池片是在柔性可卷绕的基底上形成太阳能光伏材料镀层。铜铟镓硒（CIGS）薄膜电池是一种质量功率比高、稳定性好的太阳能光伏材料，被普遍认为是最具发展前景的柔性太阳能电池材料。多元共蒸法是最广泛应用的CIGS镀膜方法，在真空环境下完成镀膜，利用铜、铟、镓、硒各元素共蒸，在基底表面反应形成多晶镀层。蒸汽镀膜在真空、高温、高腐蚀的环境下完成，内部的镀膜过程无法直接可视。

为提高生产效率，保障生产的连续性，CIGS镀膜的过程中，一般实用连续基底进行连续镀膜。连续基底的原材料为卷筒式，镀膜完成后的带膜基底也收卷成卷筒，因此基底放卷、镀膜、收卷的过程称为卷对卷生产过程。在卷对卷的生产过程中，设置多个铜、铟、镓、硒各元素的蒸发源在基底上完成镀膜，在真空环境下，各蒸发源的蒸发羽流上升沉积到基底上，蒸发羽流的稳定性直接关系到镀膜成品的均匀性，由于整个蒸镀工作在高温、真空环境下完成，蒸发羽流无法实现实时控制，因此如何设置羽流控制结构，保证蒸发羽流的稳定性，是确保基底镀膜均匀性的关键内容。

发明内容

本发明的目的在于针对柔性卷对卷铜铟镓硒蒸镀中蒸发羽流的稳定性直接关系到镀膜均匀性的问题，提供一种柔性卷对卷铜铟镓硒蒸发羽流控制结构，通过铜铟镓金属源和硒源的蒸汽喷出口、导流罩以及蒸汽溢流口对蒸发羽流的导流，使蒸发羽流沿设计路线稳定有序流动，提高蒸发羽流的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柔性卷对卷铜铟镓硒蒸发羽流控制结构，包括真空腔，真空腔内设置放卷轴和收卷轴，放卷轴和收卷轴之间设有若干输送辊,放卷轴和收卷轴之间沿输送辊收放并从前向后输送基底，所述基底的卷面朝下输送并经过若干蒸镀区，对于单一蒸镀区，蒸镀区设置在相邻输送辊之间，所述蒸镀区在基底下方设有导流罩，所述导流罩顶面开口，导流罩下部设置硒源及金属源，所述蒸镀区在基底的上方设有上罩，所述上罩与导流罩在基底左右两侧扣合封闭，所述导流罩顶面与基底底面在前后两侧留有溢流间隙，相邻蒸镀区的导流罩前后相邻侧壁之间留空形成与真空腔连通的抽吸间隙。

铜铟镓硒蒸镀的工作环境为真空、高温、高腐蚀环境，生产过程为不可视的封闭运行状态。只能通过XRF检测、温度监测等有限的手段对内部的运行状况信息进行获取，也只能通过温度控制、收放卷速度等有限的控制手段进行调节。而整个镀膜过程中，蒸发羽流的稳定是镀膜均匀性的重中之重，蒸发羽流无法人为干预，只能通过固定的结构对羽流进行引导，使其尽可能的有序流动。蒸镀的过程中，到达基底表面的蒸发羽流量必然是超过最终铜铟镓硒沉积量的，因此真空腔内羽流的控制不仅仅是羽流蒸发到基底的控制，而且也要对过量的蒸发羽流进行导流，使之有序流散，避免过量堆积产生混乱。本装置中，采用导流罩对上升蒸镀的羽流进行导流，避免真空腔的真空影响，使蒸汽羽流向四周无序扩散，在蒸发完成后，在导流罩与基底的前后侧留出狭缝使过量羽流从狭缝中流散，进入相邻蒸镀区的抽吸间隙，抽吸扩散到真空腔中内，并被抽真空设备抽出，形成羽流蒸发-镀膜-流散-抽出的有序运行，提高羽流控制的稳定性，提高镀膜均匀性。本方案中，溢流间隙设置在前后侧，导流罩的左右侧封闭，前后侧不仅需要输送基底，而且前后侧存在输送的基底遮挡了羽流继续上升的空间，减少羽流对上部的基底背面、加热片、输送辊、收放卷结构的接触，减少腐蚀。