[发明专利]制备CIGS吸收层的电镀生产线

说明书

技术领域

本发明属于制作太阳能薄膜电池设备技术领域，尤其涉及一种制备CIGS吸收层的电镀生产线。

背景技术

CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池具有极佳的光吸收常数，只需1.5微米的超薄吸收层，光电转换效率稳定，光谱响应范围宽，能带可调，抗辐射能力强，无光致衰退，具有光致增益，弱光增益，并且还有重量轻，成本低，易安装的优点成为太阳能领域研究的重点。其典型结构为：金属背电极Mo层、CIGS吸收层、缓冲层CdS、窗口层高阻i:ZnO、低阻ZnO:Al、和前部栅电极。

CIGS吸收层由Cu，In，Ga，Se四种元素组成，其电池的光电转换效率与四种元素的摩尔比相关，一般要求Cu/(In+Ga)在0.75～1之间，Ga/(In+Ga)在0.3～0.5之间。CIGS吸收层的制备是CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池的核心技术。

由于CIGS吸收层是多元化合物，多采用真空沉积的方法制备，真空沉积技术如溅射后硒化或者共蒸发，其设备都极其昂贵，过程复杂，难以大规模化生产。

国外有报道采用非真空沉积的方法来制备CIGS吸收层，具体地，采用卷对卷电镀CIGS吸收层，如图1所示，镀液槽802内盛装有装有电镀液803，并设置有浸没于电镀液803中的阳极800和部分浸没于所述电镀液803中的大转轮801，所述大转轮801的直径较大与阳极800上下间隔设置，具有间隙。所述阳极800朝向大转轮801的面为一凹面805，所述凹面805的弧度与所述大转轮801的弧度相匹配，所述凹面805与所述阳极800侧面形成两个尖部804，柔性衬底806经过清洗绕在大转轮801的外周面上并浸没在电镀液803中进行电镀，沉积CIGS吸收层。

此方案存在如下缺点：

1、阳极800需要加工凹面805，制作工艺复杂，且在电镀时，阳极凹面两侧的尖部804会优先消耗，时间一长凹面805变浅，无法确保电镀沉积的CIGS吸收层的均匀性和镀速稳定性；

2、当只需在所述柔性衬底806的一面上沉积CIGS吸收层时，其CIGS元素有可能沉积在衬底806的另一面；

3、镀液槽802中电镀液803的流动不畅，不能及时有效的排出电镀时产生的气泡，容易在电镀沉积的CIGS吸收层上产生花斑，严重影响产品质量。

另外，美国专利公开号US2007/0227633A1公开的一种水平电镀的方式，由于，采用的水平直线电镀，衬底没有弯绕，生产线过长，占用空间大，另外，采用该方式电镀时，阳极位于衬底下方，同样具有阴极析出的气泡排不出去的问题，而将阳极放置于衬底上面，又存在阴极面电镀液流动不畅的问题，都会对电镀沉积的CIGS吸收层的表面质量产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，旨在解决现有技术中的电镀生产线采用非真空电镀沉积法制作CIGS吸收层时，其均匀性难以控制的难题。

本发明的实施例是这样实现的，一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，用于在衬底上沉积铜铟镓硒元素形成CIGS吸收层，包括

送料装置，用于连续供应所述衬底，位于所述电镀生产线的首端；

至少四个电镀槽，各电镀槽分别盛装有镀铜液、镀镓液、镀铟液和镀硒液，用于将铜、镓、铟、硒元素分别沉积于所述衬底表面；各所述电镀槽均包括有可盛装电镀液的子槽，所述子槽的中间处设有携带所述衬底同步移动且传动路径呈由多线段首尾相接而成的封闭状的传送装置，所述子槽的侧面挂设有浸没于所述电镀液中且呈板状设置、用于沉积CIGS吸收层的阳极，所述阳极分别与所述传送装置上沉浸于电镀液中对称设置的侧面平行相对设置，所述衬底贴附于所述传送装置上沉浸于电镀液内的侧面且与所述阳极平行相对设置；

清洗槽，用于清洗所述衬底表面；沿输送所述衬底的方向，设置于任一所述电镀槽的前后处；

收料装置，用于收集表面形成CIGS吸收层的衬底，位于所述电镀生产线的末端；

传动装置，用于夹持所述衬底并带动所述衬底一同移动，设置于任一所述电镀槽和所述清洗槽的入口处和出口处；

以及

控制系统，分别与所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置电性连接，并控制所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置同步动作。