一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置制造方法及图纸

一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置，所述装置包括反应槽体、热气循环鼓风装置、抽气单元、进气单元和加热装置，反应槽体包括反应槽及反应槽上盖；热气循环鼓风装置位于反应槽体外部，包含用于热气循环的热气循环鼓风机、用于调整气量的风门、用于测量风压的压力表、用于分气的多管路气排；抽气单元设置于反应槽体两侧上方，包括抽气孔、抽气管、抽气风量调节阀门、耐热风管和管束；进气单元设置于反应槽体下方，包括进气孔、进气管、进气风量调节阀门、耐热风管和管束；加热装置位于反应槽正上方；反应槽上部装有加热器，通过辐射加热方式将反应液加热；然后将柔性衬底通过输送装置输送至反应槽内的反应液上，实现薄膜沉积。

Water bath method for depositing hot gas and reacting liquid circulating device

A device for the circulation of hot gas and reaction liquid of a water bath method, which comprises a reaction tank, a hot air circulation blast device, a pumping unit, an intake unit, and a heating device. The reaction tank consists of a reaction tank and an upper cover of the reaction slot, and the hot air circulating blast device is located outside the reaction tank and is included in the heat gas cycle. A hot air circulation blower, a valve for adjusting the air volume, a pressure gauge for measuring the air pressure, and a multi pipe air discharge for air separation. The pumping unit is set above the side of the reaction tank, including the suction hole, the suction pipe, the exhaust air volume regulating valve, the heat resistant pipe and the tube bundle; the intake unit is set below the reaction tank. It includes air inlet, intake pipe, intake air volume regulating valve, heat resistant pipe and tube bundle; heating device is located above the reaction trough; heater is installed on the upper part of the reaction tank, and reacting liquid is heated by radiation heating; then the flexible substrate is transported to the reaction liquid in the reaction tank through the conveying device to realize the film deposition.

【技术实现步骤摘要】
一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置
本技术涉及的是一种新型环保的太阳能电池制造中的缓冲层薄膜的制备方法，特别是一种适用于铜铟镓硒柔性薄膜电池无污染的水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置及方法，属于第二代太阳能电池生产制作
的重要部分。
技术介绍
在未来的20到25年内，石油产量将达到高峰，之后便会开始下滑。开发中国家的发展，将加速石油消耗，全世界将面临石油能源耗竭、成本高昂及环保问题。因此，再生能源如太阳能电池的发展及需求与日俱增，在未来数十年内扮演重要角色。铜铟镓硒(Cu(In，Ga)Se2，简称CIGS)薄膜太阳能电池具有低成本、高效率、稳定性好等优点，是公认的最具有发展和市场潜力的第二代太阳能电池；采用CIGS吸收层的光伏模组可以高效的将光能直接转换为电能，目前小面积电池的研发效率世界纪录达到22.6%，组件效率达到16.5%，是目前公认的最具有前景的一种低成本高效率的光伏技术。铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制作成本中，缓冲层的成本约占电池成本的20%，因此缓冲层扮演相当重要的角色，制作缓冲层的方法很多，其中化学水浴沉积法使用最普遍，其优点为设备和工艺简单，成本低廉，成膜均匀致密；但水浴法中的原料之一氨水在高温条件下极易损失，导致原料浪费和废气处理等一系列问题，限制了水浴法制备薄膜的发展和应用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成简单，使用操作方便，节省成本，提高工作效率，能大幅缩短柔性衬底和反应液加热所需要的时间，热能能够充分再利用从而达到节能省电效果的水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置及方法。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的，一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置，包括反应槽体、热气循环鼓风装置、抽气单元、进气单元和加热装置，所述的反应槽体包括反应槽及反应槽上盖；所述述热气循环鼓风装置位于反应槽体外部，包含用于热气循环的热气循环鼓风机、用于调整气量的风门、用于测量风压的压力表、用于分气的多管路气排；所述抽气单元设置于反应槽体两侧上方，包括抽气孔、抽气管、抽气风量调节阀门、耐热风管和管束；所述进气单元设置于反应槽体两侧下方，包括进气孔、进气管、进气风量调节阀门、耐热风管和管束；且抽气单元与进气单元对应成对出现；所述加热装置位于反应槽正上方，以便用于均匀加热衬底和反应液。作为优选：所述的反应槽入口处高度高于出口处高度，便于反应液由于重力作用快速回流；所述的反应槽宽度比衬底宽度窄，以便衬底搭在反应槽两侧且只有衬底正面与反应液接触，便于实现单层镀膜；所述的抽气管与抽气风量调节阀门中间由耐热风管连结,并与耐热风管的两头使用管束固定；所述的进气管与进气风量调节阀门中间由耐热风管连结,并与耐热风管的两头使用管束固定；所述的加热装置固定于反应槽上盖且位于反应槽正上方，与衬底上表面距离约为10mm-500mm。作为优选：所述的反应槽体配置有包含有反应液混药箱、反应液抽水泵的加药系统以及用于衬底输运的衬底输运装置；所述抽气孔和进气孔数量为1-99个；所述抽气孔和进气孔形状为圆形、椭圆形、正方型、长方形孔及多边形孔的一种；所述加热装置为红外线加热板加热器、铠装加热器、灯管加热器的一种。一种利用所述的装置进行水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的方法，所述的方法是：将反应所需的药剂按一定配比在反应液混药箱混匀，通过反应液抽水泵将配制反应液抽至反应槽，将反应槽上盖的加热装置开启，同时通过输送装置将柔性衬底传送至反应槽开始反应，加热过程中产生的热气包含极易挥发的氨气，经抽气单元的抽气孔抽出至热气循环鼓风机装置的抽气管，再到热气循环鼓风机，然后经由热气循环鼓风机到进气单元的进气孔，最后返回反应槽循环利用，达到节约原料、避免热气处理的目的。作为优选：加热过程中氨水产生的氨气及热气由反应槽下部两侧上方的抽气单元上的抽气孔抽出，通过抽气管，耐热风管以及抽气风量调节阀门再到反应槽外部的多管路气排，最后再经由耐热风管接至热气循环鼓风机的抽气入口，抽出来的氨气及热气再由热气循环鼓风机的热气吹出口吹出，经由耐热风管接至进气单元前段的多管路气排，再由耐热风管接至反应槽下部两侧下方的进气单元上，最后由进气单元上面之进气孔吹出返回反应槽，以此实现氨气回收循环再利用。配制反应液常温时由反应液抽水泵抽至反应槽入口，反应液由反应槽出口回流至反应液混药箱还可以继续循环使用。本技术利用反应槽上盖上的加热装置对反应槽上的柔性衬底及反应液加热，加热过程中产生的热气由反应槽体两侧的热气循环利用装置抽气单元抽出，再经由反应槽体两侧的热气循环利用装置进气单元吹入，在反应槽体内形成热对流循环，使柔性衬底表面温度更加均匀，故与衬底下表面接触的反应液温度会迅速升高，达到沉积效果,不但热能充分再利用,且大幅缩短加热所需的时间。本技术中配制反应液常温时由反应液抽水泵抽至反应槽入口，反应液由反应槽出口回流至反应液混药箱还可以继续循环使用,达到节省成本的目的。本技术中反应液温度由加热装置通过柔性衬底加热至反应温度，因此与柔性衬底接触的反应液温度高，而与反应槽体接触的温度相对较低，这种方式减少反应液与槽体的异质反应，更利于槽体清洗，以此实现工业化长时间大面积的薄膜生产。本技术主要是针对现有化学水浴沉积法技术不足，导致化学水浴沉积法使用的原料之一氨水在高温条件下极易损失，不但造成原料浪费而且还衍生废气处理问题，提供一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用装置及方法，它将反应槽内产生的热气抽出再通入反应槽中实现氨气回收循环再利用、节省成本的目的。本技术与现有技术相比，具有以下优点和益处：一般的加热器是利用辐射热能通过空气分子直接对柔性衬底及反应液加热，但因其是从发热源起传递，必然造成柔性衬底受热不均匀的现象。自然热传递速度较慢，不但延长了加热所需要的时间，同时也因为热能容易散失而更耗电，通过本技术提供一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用方法及装置，循环的热气可以在槽里内产生热对流让柔性衬底更均匀地受热，大幅缩短柔性衬底和反应液加热所需要的时间，热能充分再利用而达到节能省电的效果。本技术中反应槽体入口处比出口处略高，此设计可以使反应液由于重力作用快速回流，以快速回流代替反应液搅拌，避免反应过程中氨气溢出时引起的沉积层不均匀的缺点。本技术方法是单层镀膜，衬底只有正面接触，所以柔性衬底比反应槽体略宽，搭在槽体两侧，通过两端的输送装置实现衬底与反应槽内反应液接触，沉积一定厚度的薄膜；薄膜厚度由反应的时间控制，即输送装置的输送速度控制。附图说明图1为本技术所述的一种水浴法沉积薄膜的反应液循环利用装置示意图；图2为本技术所述的一种水浴法沉积薄膜的热气循环利用装置示意图；图3为本技术所述的一种水浴法沉积薄膜的热气循环利用装置的热循环示意图。附图标记说明：1:反应槽体，101反应槽，102反应槽上盖，2:热气循环鼓风装置，201:热气循环鼓风机，202:风门，203:压力表，204:多管路气排，3:抽气单元，301:抽气孔，302:抽气管，303:抽气风量调节阀门，304:耐热风管，305:管束，4:进气单元，401:进气孔，402:进气管，403:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置，包括反应槽体（1）、热气循环鼓风装置（2）、抽气单元（3）、进气单元（4）和加热装置（5），其特征在于所述的反应槽体（1）包括反应槽（101）及反应槽上盖（102）；所述热气循环鼓风装置（2）位于反应槽体（1）外部，包含用于热气循环的热气循环鼓风机（201）、用于调整气量的风门（202）、用于测量风压的压力表（203）、用于分气的多管路气排（204）；所述抽气单元（3）设置于反应槽体两侧上方，包括抽气孔（301）、抽气管（302）、抽气风量调节阀门（303）、耐热风管（304）和管束（305）；所述进气单元（4）设置于反应槽体两侧下方，包括进气孔（401）、进气管（402）、进气风量调节阀门（403）、耐热风管（304）和管束（305）；且抽气单元与进气单元对应成对出现；所述加热装置（5）位于反应槽正上方，以便用于均匀加热衬底（6）和反应液（7）。

【技术特征摘要】
1.一种水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置，包括反应槽体（1）、热气循环鼓风装置（2）、抽气单元（3）、进气单元（4）和加热装置（5），其特征在于所述的反应槽体（1）包括反应槽（101）及反应槽上盖（102）；所述热气循环鼓风装置（2）位于反应槽体（1）外部，包含用于热气循环的热气循环鼓风机（201）、用于调整气量的风门（202）、用于测量风压的压力表（203）、用于分气的多管路气排（204）；所述抽气单元（3）设置于反应槽体两侧上方，包括抽气孔（301）、抽气管（302）、抽气风量调节阀门（303）、耐热风管（304）和管束（305）；所述进气单元（4）设置于反应槽体两侧下方，包括进气孔（401）、进气管（402）、进气风量调节阀门（403）、耐热风管（304）和管束（305）；且抽气单元与进气单元对应成对出现；所述加热装置（5）位于反应槽正上方，以便用于均匀加热衬底（6）和反应液（7）。2.根据权利要求1所述水浴法沉积薄膜的热气及反应液循环利用的装置，其特征在于所述的反应槽（101）入口处高度高于出口处高度，便于反应液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，钱喆瑜，张情情，钟华良，朱家宽，刘杰鹏，高锦龙，
申请(专利权)人：旭科新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33