[实用新型]薄膜太阳能电池退火装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及薄膜太阳能电池制备技术，特别是涉及一种薄膜太阳能电池退火装置。

背景技术

薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒薄膜电池及铜锌锡硫薄膜电池等。铜铟镓硒薄膜电池是效率最高的薄膜太阳能电池，2011年德国氢能和太阳能研究中心ZSW报道，其铜铟镓硒薄膜电池实验室最高效率达到20.3%，同年美国的Miyasole公司报道其大面积电池效率达到了15.7%。利用铜铟镓硒薄膜电池有望实现光伏发电平价上网。

传统的铜铟镓硒薄膜电池的制备一般包括如下步骤：在玻璃衬底或者其它太阳能电池基底的一侧形成金属背电极层；在金属背电极层上形成铜铟镓硒光吸收层；在铜铟镓硒光吸收层上形成缓冲层；在缓冲层上形成阻挡层；以及，在阻挡层表面上形成窗口层以及栅电极等。

铜铟镓硒薄膜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，一般采用共蒸发和溅射硒化法。一种溅射硒化法的具体做法包括：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，以保证铜铟镓硒薄膜的结晶质量比较好，晶体颗粒比较大。

上述硒化过程就是在硒蒸汽的氛围下退火，在真空腔内，将制备了铜铟镓预制层的衬底置于硒蒸汽中，通过大约1-5分钟的升温时间，将衬底温度维持在500-600摄氏度，实验过程中通过往真空腔内通氩气或氮气维持某个气压值。

铜锌锡硫薄膜电池更具成本优势，目前处于开发阶段。铜锌锡硫薄膜电池的制备方法与铜铟镓硒薄膜电池类似，包括共蒸法、溅射硫化法，等等。其中溅射硒化法由于其溅射工艺可以与目前真空镀膜产业中成熟的工艺和设备兼容而得到了众多研究机构和产品制造商的关注，但是其硫化工艺和设备一直是最具挑战性的技术瓶颈。

在制备上述薄膜太阳能电池时，在对基片进行固态源硒化或者硫化时，硒蒸汽或硫蒸汽是由沉积在金属薄膜预制层上的固态硒或固态硫提供的。但是由于固态硒或者硫等具有高蒸汽压低蒸发点的特性，在反应过程中沉积在金属薄膜预制层上的硫或者硒容易流失，降低了材料利用率，提高了制造成本。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种成本较低、材料利用率较高的薄膜太阳能电池退火装置。

一种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或者硫化，包括：

退火炉，为中空结构，所述退火炉内部为反应空间；

多个加热壁，间隔设置于所述退火炉中，将所述反应空间分割为多个退火腔，所述加热壁上设有加热器；及

固定座，为“U”字形结构，其上开设插槽，所述基片的部分边缘卡设于所述插槽中，并与所述固定座一同收容于所述退火腔中。

在其中一个实施例中，退火炉还包括盒体及前盖，所述盒体具有开口端，所述前盖可拆卸地设置于所述盒体的开口端上，所述前盖与所述盒体共同围合成所述反应空间。

在其中一个实施例中，所述插槽为两组，两片所述基片并列卡设于所述插槽中，且两片所述基片以具有金属预制层的一侧平面相对。

在其中一个实施例中，还包括：

进气管，设置于所述退火炉外侧，并与所述退火腔导通；及

出气管，设置于所述退火炉外侧，并与所述退火腔导通。

在其中一个实施例中，所述退火腔顶部腔壁上设有与所述进气管相导通的进气口，所述退火腔底部腔壁上设有与所述出气管相导通的出气口。

在其中一个实施例中，所述固定座为石墨固定座。

在其中一个实施例中，所述固定座为多个，其数量与所述退火腔的数量相对应，所述薄膜太阳能电池退火装置还包括连接杆，所述多个固定座通过连接杆相连接。

在其中一个实施例中，所述加热壁上还设有油层。

在其中一个实施例中，所述加热器为铠装加热器或红外加热器。

在其中一个实施例中，所述固定座的一端还可设有与所述退火腔相匹配的挡块，所述挡块将所述退火腔密封。

在其中一个实施例中，所述固定座为多个，其数量与所述退火腔的数量相对应，所述薄膜太阳能电池退火装置还包括挡板，多个固定座间隔设置于挡板上，挡板将多个所述退火腔密封。

上述薄膜太阳能电池退火装置中，加热片将退火炉中的反应空间分割成多个较小的退火腔。退火腔的空间较小，在退火腔内容易达到硒或硫的饱和蒸汽压，从而防止硒或硫从基片中脱出，节省了硒或硫的用料，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中薄膜太阳能电池退火装置的爆炸图；

图2为图1所示薄膜太阳能电池退火装置中固定座的具体结构图；