[实用新型]线性蒸发源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜真空蒸镀装置，具体涉及一种线性蒸发源装置。

背景技术

铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池是20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池，具有稳定性好、抗辐照性能好、成本低、效率高、污染小等优点，光电转换效率居于各种薄膜电池之首，据最新消息Manz公司量产的组件效率已达14.6%，极具应用前景。CIGS薄膜太阳能电池的关键技术在于CIGS薄膜层的制备，当前CIGS薄膜层的制备方法包括：真空蒸镀法、电沉积法、磁控溅射法等；制备技术工艺的不同将影响CIGS薄膜的结构、形貌、光学和电学特性以及半导体材料的成本；而在上述几种制备方法中，真空蒸镀法所制备的CIGS薄膜太阳能电池转换效率最高，表面成膜较好，工艺操作较为简单，是目前最常见的CIGS制备方法。

真空蒸镀法是在真空条件下，把铜、铟、镓、硒四种元素蒸发并沉积到基板表面，从而形成薄膜；该种方法按照蒸发热源的不同，可以分为点源蒸发和线源蒸发。点源蒸发即为利用热源使铜、铟、镓、硒四种元素蒸发并分别沉积到基板之上，且其中的每种元素只有单一蒸发口；线源蒸发则是使用包含多个蒸发口的线性容器，同一时间材料从多个蒸发口出来并沉积到基板上，相较之下线源蒸发具有较高的材料利用率，并可减少源与基板之间的距离，缩小设备尺寸。但是，参见图1，由于线源蒸发装置具有多个蒸发口，在蒸镀工艺中，基板中间部分a沉积的材料来自至少两个蒸发口或源蒸发点，基板边缘部分b沉积的材料明显少于中间部分a沉积的材料，导致基板中间部分的膜厚比边缘部分厚；此外，线性槽边缘处蒸发出的材料气体中有部分未能沉积至基板上，而这部分材料气体遇冷后易在线性槽边缘处的槽口凝结，导致边缘处槽口变小，进一步减少沉积在基板边缘部分的材料量，严重影响基板边缘处和中间部分膜厚的均匀性。

因此，需要一种线性蒸发源装置，克服线源蒸镀时基板边缘处膜层较薄的问题，提高基板边缘和中间部分膜层厚度的均匀性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线性蒸发源装置，通过增大线性槽边缘处的尺寸，达到增加沉积在基板边缘处的材料厚度的目的，同时降低线性槽边缘处蒸发出的材料气体在边缘处槽口上的凝结对镀膜均匀性的影响，进而提高基板边缘和中间部分膜厚的均匀性。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种线性蒸发源装置，包括加热层、材料腔室和线性槽，所述加热层设置于材料腔室的外部，所述线性槽设置于材料腔室的顶部并平行于材料腔室长度方向，所述线性槽是一体的通孔结构并具有本体和两个端部，所述材料腔室通过线性槽与腔室外部环境连通，所述端部具有比线性槽本体宽的宽度。所述宽度是指垂直于线性槽且平行于材料腔室顶部方向的尺寸；所述材料腔室长度方向是指材料腔室尺寸较长的方向。

优选地，所述端部比线性槽本体宽3-7毫米，更优选地，所述端部比线性槽本体宽5毫米。

进一步地，所述线性槽的宽度为18-22毫米，所述端部的宽度为21-29毫米；更进一步地，所述线性槽的宽度为20毫米，所述端部的宽度为25毫米。

所述端部的长度为80-120毫米；优选地，所述端部的长度为100毫米。所述端部的长度是指同侧从线性槽本体的边缘到线性槽的边缘的距离。

进一步地，所述端部的宽度是从线性槽本体的宽度逐渐变大的；所述端部的最大宽度比线性槽本体宽3-7毫米，所述端部的最大宽度比线性槽本体优选宽5毫米。

所述加热层设置于材料腔室外部并包围材料腔室，所述线性槽贯穿加热层。所述线性槽的高度是材料腔室壁厚与加热层厚度之和；所述线性槽的总体长度小于或等于材料腔室的长度。

所述材料腔室的形状可以是圆柱体；材料腔室是圆柱体时，所述宽度是指线性槽或端部投射在材料腔室圆形截面的弦长，所述材料腔室长度方向是指圆柱体的中心轴向；所述端部对应的弦长比线性槽本体对应的弦长长；对于所述端部的宽度是从线性槽本体的宽度逐渐变大的情况，端部对应的弦长从线性槽本体对应的弦长逐渐变大，端部的最大宽度是指端部投射在材料腔室圆形截面的最大弦长。

所述加热层包含若干个加热装置，所述加热装置可以是电加热装置、感应加热装置或红外加热装置中的一种。

在进行真空蒸镀工艺时，基板被置于线性蒸发源装置的顶部上方，所述材料腔室内的材料被加热层加热后变成气态材料，该气态材料通过线性槽向材料腔室外扩散，并沉积到基板上凝结形成膜层。