[发明专利]一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜

说明书

 

技术领域

本发明涉及反应釜，具体说是一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜。

背景技术

在制备CIGS吸收层靶材的过程中，靶材原料Cu、In、Ga、Se需要在反应釜内经过高温合成反应。在反应过程中，由于各个元素的熔点和沸点不同，一般都需要将温度提高到与熔点或沸点最高材料的温度，才能完全反应。而当某一材料的熔点大于另一材料的沸点时，会产生气液共存的现象。在现有技术的CIGS吸收层靶材的制备过程中，由于Cu的熔点为1084.4℃，而Se的沸点为684.9℃，因此出现了气液共存现象。这种现象对应现有的反应釜而言，其经过简单的搅拌很难解决气液混合不够均匀的问题，从而导致反应不够完全，造成Se在合金中的分布不够均匀，影响靶材的质量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可使反应更充分、提高靶材质量的用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种用于制备CIGS吸收层靶材的反应釜，包括釜体和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴，搅拌轴下端安装有搅拌桨，所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区和下层加温区，上层加温区与下层加温区连通，所述搅拌桨安装于下层加温区内。

作为优选，所述上层加温区的釜体上安装有上加热器，下层加温区釜体上安装有下加热器。

进一步地，所述上层加温区通过径向设置的隔板分隔成数个容纳空间，在每一容纳空间对应的釜体上设有所述上加热器。

作为优选，所述上、下加热器为硅钼棒电热器，在每一容纳空间对应的釜体内沿轴向安装有数个硅钼棒，在下层加温区的釜体内沿周向缠绕有硅钼棒。

作为优选，每一所述隔板内设有隔热层。

作为优选，所述上、下层加温区之间设置有丝网，上、下层加温区通过该丝网连通。

作为优选，在上、下层加温区之间的釜体内安装有隔热环。

从以上技术方案可知，本发明可根据各材料的熔点和沸点的不同，对不同材料分别加温，并可使Se以气态，Cu、In、Ga中的一种或几种以液态的形式形成对流，使混合更加充分，不仅进一步增加了Se在合金中分布的均匀度，提高了靶材质量；而且可对熔点较低的材料进行较低温度的熔化，而避免了一律采用较高温度对各材料进行熔化，节约了加温成本。

附图说明

图1是本发明中一种优选方式的结构剖视示意图；

图2是本发明中俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2对本发明作进一步地详细说明：

本反应釜包括釜体1和竖直设置于釜体腔体中心的搅拌轴2，搅拌轴下端安装有搅拌桨3，所述釜体包括分别独立加温的容纳CIGS吸收层靶材原料的上层加温区11和下层加温区12，上层加温区一般放置靶材中的沸点较高的Cu、In、Ga中的一种或几种，下层加温区放置沸点较低的Se，上层加温区与下层加温区连通，可使上层加温区的材料熔化后流入下层加温区。一般地，上、下层加温区通过丝网4连通，丝网的孔径应根据各个材料的粒径确定，最好避免固体颗粒从网孔中通过；搅拌桨安装于下层加温区内，从而对混合在下层加温区的材料进行搅拌，使反应充分进行。在实施过程中，下层的Se形成气态，上层的材料形成液态，液态材料流入下层时与气态Se形成对流，从而使反应更加充分。

在本发明中，所述上层加温区11的釜体上安装有上加热器，下层加温区釜体上安装有下加热器，分别对上下加温区加热，可分别控制上下加温的温度。为了进一步控制对各个材料的温度，上层加温区通过径向设置的隔板5分隔成数个容纳空间，在每一容纳空间对应的釜体上设有所述上加热器，从而对每个容纳空间单独加温。在实施过程中，隔板从安装搅拌轴的轴套21向外延伸至釜体，将上层加温区隔开，隔板的数量根据材料种类选择，同时还将隔板设置成拆卸式，需要对上加温区分隔式时，安装隔板，不需要时，则可拆卸。

在实施过程中，所述上、下加热器采用硅钼棒电热器，在每一容纳空间对应的釜体内沿轴向安装硅钼棒6，在下层加温区的釜体内沿周向缠绕硅钼棒6。由于硅钼棒使用温度高,具有耐高温、抗氧化,耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点，本发明通过硅钼棒给反应釜加热，能起到良好的加温效果；还可与自动化供电系统配套使用,既可得到精确的恒定温度,又可根据生产工艺的实际需要进行自动调温，精确控制各个区域的温度，有利于节约能源。