科创中国
铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置
成果类型：: 实用新型专利
发布时间: 2023-04-12 17:01:28
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-04-14 16:27:22
一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置，用于对基片上的金属薄膜预制层进行硒化，包括退火炉、盖体及加热灯管；所述退火炉为盒状结构，所述退火炉包括开口端；所述盖体可转动地连接于所述退火炉的开口端，所述退火炉与所述盖体共同围成密闭的退火腔；所述加热灯管收容于所述退火腔中，并设置于所述盖体上。上述铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置中，加热灯管收容于退火腔中，退火腔密封且体积较小，使得退火腔中的温度较高，提高了硒的蒸汽压，节省了硒或硫的用料，降低了成本。同时，加热灯管更靠近基片，具有较高的升温速率，保证所得铜铟镓硒薄膜的质量。
1.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置，用于对基片上的金属薄膜预制层进行硒化，其特征在于，包括：退火炉，为盒状结构，所述退火炉包括开口端；盖体，可转动地连接于所述退火炉的开口端，所述退火炉与所述盖体共同围成密闭的退火腔；及加热灯管，收容于所述退火腔中，并设置于所述盖体上。
2.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置，其特征在于，所述加热灯管为多个，且多个所述加热灯管并列于所述盖体上。
3.根据权利要求2所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置，其特征在于，所述加热灯管为红外加热灯管，其功率为lkW。
4.根据权利要求1所述的铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置，其特征在于，所述盖体靠近所述退火腔的表面上还开设环状的收容槽，所述铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置还包括密封圈，所述密封圈设置于所述收容槽中。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池是一种兼具高效率和低成本优势的新型绿色能源，在实验室中其光伏转换效率已经超过20%。和现有硅基光伏太阳能电池相比，铜铟镓硒薄膜太阳能电池的大规模生产会带来较大的成本优势。
制造铜铟镓硒薄膜太阳能电池的关键工艺是制备铜铟镓硒光吸收层，在大规模生产中，一般采用溅射法。一种溅射法的具体做法包括:首先采用磁控溅射法制备金属薄膜预制层，分别多次交替溅射获得多层结构的铜、铟、镓，然后在金属薄膜预制层上蒸镀一层硒，得到基片，再对基片进行高温退火生成铜铟镓硒薄膜。硒化过程要求温度比较高，研究表明，高温有利于生长高质量的铜铟镓硒薄膜，在快速退火硒化工艺中，温度一般维持在500-60(TC。同时需要较高的升温速率，以保证铜铟镓硒薄膜的结晶质量比较好，晶体颗粒比较大。
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还包括控温器，所述控温器与所述热电偶及外部电源通信连接。
还包括出线法兰及导线，所述出线法兰设置于盖体外侧，并与所述退火腔相导通，所述导线穿设所述出线法兰，所述电热偶、所述控温器及所述外部电源间通过所述导线通信连接。
还包括进气法兰及出气法兰，所述进气法兰及出气法兰分别设置于所述退火炉相对的两外侧壁上，所述进气法兰及出气法兰与所述退火腔导通。
上述铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置中，加热灯管收容于退火腔中，退火腔密封且体积较小，使得退火腔中的温度较高，提高了硒的蒸汽压，节省了硒或硫的用料，降低了成本。同时，加热灯管更靠近基片，具有较高的升温速率，保证所得铜铟镓硒薄膜的质量。
技术合作
上述铜铟镓硒薄膜太阳能电池退火装置100中，加热灯管150收容于退火腔120中，退火腔120密封且体积较小，使得退火腔120中的温度较高，提高了硒的蒸汽压，节省了硒或硫的用料，降低了成本。同时，加热灯管150更靠近基片200，具有较高的升温速率，保证所得铜铟镓硒薄膜的质量。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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