The invention discloses an absorbing layer of thin film solar cell preparation process control method, the process control method through an input device, a signal acquisition device, signal feedback control device to realize the process control, the process control method comprises the following steps: S1, according to the requirements of production parameters, the input device is arranged on the input control variables and standard S2; set signal acquisition device input device and optical signal transmission to the signal feedback control device; S3 signal feedback control device for optical signal into a comparison of variables and quantitative output control, judgment and the formation of the analog signal is transmitted to the instruction input device; S4, analog signal input device according to the instructions to adjust the input control variable judgment repeat steps S2, S3, and. The process control method provided by the invention realizes closed-loop control production process, automatically adjusts parameters in real time, and has high response speed, achieves the control of the uniformity of the absorption layer, ensures the stability and accuracy of the process, and improves the yield rate of the battery chip.
【技术实现步骤摘要】
一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法
本专利技术涉及薄膜太阳能电池领域,涉及一种多元化合物薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法。
技术介绍
薄膜太阳能电池,因其绿色环保,作为第二代太阳能技术替代传统晶硅电池,有广阔的市场前景。薄膜太阳能电池技术,一般采用多元化合物半导体作为吸收层,如CIGSSe(铜铟镓硫硒)、CIGS(铜铟镓硒)、CZTS(铜锌锡硫)、CZTSe(铜锌锡硒)等。此类薄膜太阳能电池吸收层规模制备的关键在于:1、吸收层各元素原子配比及梯度分布的实现;2、吸收层各元素原子配比及梯度分布的精确自动控制。现有工业化的吸收层成膜制备工艺中,主流技术路线为多元共蒸发发和溅射硒化法。其吸收层各元素原子配比及梯度分布的实现和控制原理为:根据吸收层膜层厚度及元素原子配比和梯度分布要求,按照仿真模型预置各分布层的不同比例金属溅射或者蒸发源。控制各输入变量实际值在设定值附近,按照一定的频率取样离线探测各元素在总的吸收层上的量比和其在基底上的分布均匀性。目前成膜制备工艺的本质是在线控制和调整的均是输入控制变量,而实际膜层的元素原子配比及在各膜层的梯度分布这一输出控制变量并没有得到实时的检测和调节,而仅仅是通过一定频率的离线探测才能获得,但目前通用的如X射线荧光光谱探测方法仅仅只能获得各元素在总的吸收层上的量比,无法测得在吸收层各分布膜层的元素量比,从而无法获得精确的梯度分布,也无法对均匀性进行调节,是一种不完善、响应慢的控制方法。因此寻求一种能够在线实时检测吸收层各分布膜层的元素原子配比和梯度分布等输出控制变量,实时反馈并调节各溅射源或者蒸发源的溅射功率、蒸发 ...
【技术保护点】
一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法,其特征在于:所述工艺控制方法通过输入装置、信号采集装置和信号反馈控制装置实现对太阳能电池吸收层制备工艺的控制,所述工艺控制方法包括以下步骤:S1,所述输入装置包括金属源(11)和非金属源(12),根据薄膜太阳能电池吸收层膜层厚度及元素梯度分布要求,分别设置各分布层金属源(11)和非金属源(12)的输入控制变量,并设置各分布层输出控制变量标定值;S2,所述信号采集装置包括纵向光学检测器(21)和横向光学检测器(22),所述纵向光学检测器(21)采集分布层金属源(11)的金属元素和非金属源(12)的非金属元素的光学信号,所述横向光学检测器(22)采集各分布层累积非金属元素和金属元素的光学信号,并将所述光学信号传输至信号反馈控制装置;S3,所述信号反馈控制装置设置有信号转换及反馈单元和控制单元,所述信号转换及反馈单元将接收到的光学信号通过计算处理转换为输出控制变量,并将输出控制变量传递给控制单元,控制单元判断与输入装置设置的输出控制变量标定值比对,并判断输出控制变量值与输出控制变量标定值的偏差大小,信号转换及反馈单元将判断结果转换为模拟信号指令传输至 ...
【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法,其特征在于:所述工艺控制方法通过输入装置、信号采集装置和信号反馈控制装置实现对太阳能电池吸收层制备工艺的控制,所述工艺控制方法包括以下步骤:S1,所述输入装置包括金属源(11)和非金属源(12),根据薄膜太阳能电池吸收层膜层厚度及元素梯度分布要求,分别设置各分布层金属源(11)和非金属源(12)的输入控制变量,并设置各分布层输出控制变量标定值;S2,所述信号采集装置包括纵向光学检测器(21)和横向光学检测器(22),所述纵向光学检测器(21)采集分布层金属源(11)的金属元素和非金属源(12)的非金属元素的光学信号,所述横向光学检测器(22)采集各分布层累积非金属元素和金属元素的光学信号,并将所述光学信号传输至信号反馈控制装置;S3,所述信号反馈控制装置设置有信号转换及反馈单元和控制单元,所述信号转换及反馈单元将接收到的光学信号通过计算处理转换为输出控制变量,并将输出控制变量传递给控制单元,控制单元判断与输入装置设置的输出控制变量标定值比对,并判断输出控制变量值与输出控制变量标定值的偏差大小,信号转换及反馈单元将判断结果转换为模拟信号指令传输至输入装置;S4,若步骤S3判断输出控制变量值与输出控制变量标定值的偏差在工艺允许偏差范围内,则输出模拟信号指令保持输入控制变量不变,否则输入装置根据模拟信号指令重置输入控制变量,重复步骤S2、S3至输出控制变量值与输出控制变量标定值的偏差在工艺允许偏差范围内。2.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法,其特征在于:所述金属源(11)包括金属溅射源和金属蒸发源,所述非金属源(12)包括非金属蒸发源。3.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法,其特征在于:所述非金属源(12)设置有纵向输入单元(13),所述横向光学检测器(22)采集纵向输入单元(13)的非金属元素的光学信号。4.根据权利要求1或权利要求3所述的横向光学检测器,其特征在于所述横向光学检测器(22)设置3个检测探头,分别对应监测纵向输入单元(13)的上部、中部和下部。5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的一种薄膜太阳能电池吸收层制备工艺控制方法,其特征在于:所述金属源(1...
【专利技术属性】
技术研发人员:翟宇宁,谢小科,于华君,
申请(专利权)人:广东汉能薄膜太阳能有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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