[实用新型]一种硒源蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型属于薄膜太阳电池制造设备技术领域，特别是涉及一种硒源蒸发装置。

背景技术

目前用于蒸发镀膜的束流源的加热方式大多采用感应线圈、电子束轰击、磁控电弧及加热丝加热方式。利用上述加热方式工作的蒸发源均可以使我们得到稳定的物料束流。在薄膜沉积制备过程中我们要求束流稳定、重复性强、可控性强，同时也要具有维护、修理简便、适应性强的特点。

蒸发源在束流稳定性方面的技术已经比较成熟，小型设备在使用过程中的重复性已经可以满足我们短时间生产试验要求。但是，随着工艺的改进，新材料的不断产生，我们的试验条件也愈加的苛刻。Se元素是CIGS太阳电池的重要组成元素。同时，工艺过程中我们要求Se气氛始终保持一个极高的饱和度。但是Se气氛具有极其强烈的氧化性能，在高温条件下其对金属材料的腐蚀尤其明显。CIGS太阳电池制备过程中Cu蒸发源最高可达1400摄氏度。在高温环境下Se气氛扩散至加热丝位置后会与加热丝产生反应，在降低了蒸发源的使用寿命的同时也对蒸发源的稳定性造成了破坏。传统的蒸发源结构已经无法满足现阶段试验工艺的要求。

经检索发现，申请号为201110206149.1、公开号为CN102268642A、名称为“电阻加热式蒸发源”的实用新型专利，包括容纳蒸发物料并设有坩埚蒸发口的坩埚、围绕在所述坩埚外围的加热单元、以及包围所述加热单元的源外壁和蒸发源底部；所述加热单元包括位于坩埚蒸发口外围，用于保证坩埚蒸发口的温度高于蒸发物料凝点并独立控温的上部加热单元、位于坩埚主体部分外围独立控温的下部加热单元。本装置由于在坩埚蒸发口附近设置了独立的上部加热单元，可以杜绝蒸发物料在坩埚口部的凝结。同时由于采用了分段独立式的加热方式，从而防止局部加热不均匀引起物料飞溅到基片引起的缺陷。但是，由于蒸发源没有对加热丝进行保护，采用该结构在制备CIGS太阳电池蒸发沉积过程中会造成蒸发源加热丝受损，而加热丝受损后所产生的电阻变化会直接影响着蒸发源的加热性能，同时该蒸发源由于追求顶部单独加热所带来的降低顶部凝结的效果降低了蒸发源束流的适应性。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高温度条件下制备CIGS太阳电池蒸发源的加热性能好、蒸发源束流适应能力强、抗腐蚀和氧化能力强的一种硒源蒸发装置。

本实用新型包括如下技术方案：

一种硒源蒸发装置，包括带有加热丝的炉体，炉体外壁自上至下套有顶部壳体和底部壳体，其特点是：所述顶部壳体和底部壳体的内壁上均制有螺旋状凹槽，所述加热丝置于凹槽内；顶部壳体和底部壳体的外壁均置于壳体支架中，所述壳体支架底部固装有底盘，壳体支架内底盘和炉体之间置有套在屏蔽层支撑柱上的屏蔽层；底盘下面通过支撑杆固定在电控器上。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述壳体支架上面的顶部壳体外壁套有密封卡环，所述顶部壳体上密封卡环和炉体之间的间隙卡装有由大小孔构成的内台阶状蒸发源顶部遮盖片，所述蒸发源顶部遮盖片小孔的内端面紧贴于炉体的上端面。

所述炉体为顶端带有外沿的氮化硼圆桶状坩埚。

所述炉体内上端部紧配合置有高纯石墨喷嘴。

所述炉体外侧的底部及顶部均固装有热偶。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型采用了内壁上制有螺旋状凹槽的上、下壳体套在炉体外壁，加热丝置于凹槽内，使加热丝有了固定的位置，炉体的取放不会造成对加热丝的影响，有效延长了加热丝使用寿命的同时，也扩大了加热丝材质的选择范围；由于加热丝与物料炉体接触更为紧密，提高了加热丝的加热效率。

2、本实用新型顶部采用蒸发源顶部遮盖片和密封卡环，利用机械密封的原理使得该装置的加热丝在进行工艺过程中能够免受外来腐蚀性气氛的影响，制备的装置长期在强烈Se气氛使用下，具有良好的稳定性，进一步保护了加热丝，延长了加热丝的使用寿命。

3、本实用新型在坩埚内上端部紧配合安装了形状可以任意改变的喷嘴，实现了蒸发源束流形状可调节沉积的效果。

4、本实用新型采用含铬量高的高铬铁素体不锈钢（304不锈钢）作为壳体支架，不仅耐腐蚀性能和抗氧化性能强，而且具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点。

附图说明

图1是本实用新型制作的硒源蒸发装置结构示意图；

图2是图1中置有喷嘴的坩埚结构示意图；

图3是图1中置于一体的顶部壳体和底部壳体示意图；

图4是本实用新型中保护加热丝单元结构示意图；