薄膜蒸镀装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种薄膜蒸镀装置，包括：靶材固定装置，用于沿第一方向固定设置多个组分不同的靶材；衬底承载装置，用于承载待镀膜的衬底且使所述衬底与所述靶材相对设置；以及加热装置，用于对所述靶材进行加热使所述靶材的材料蒸镀于所述衬底上形成薄膜；所述靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底沿所述第一方向相对运动。

Thin Film Evaporation Device

The utility model provides a film evaporation device, which comprises a target fixing device for fixing multiple targets with different components along the first direction, a substrate bearing device for carrying the substrate to be coated and making the substrate relative to the target material, and a heating device for heating the target material so that the target material can be evaporated onto the substrate to form a heating device. The target fixing device and the substrate bearing device can enable the target and the substrate to move relative in the first direction.

【技术实现步骤摘要】
薄膜蒸镀装置
本技术涉及薄膜制备领域，特别是涉及薄膜蒸镀装置。
技术介绍
铜铟硒(CuInSe2,简称CIS)或铜铟镓硒(CuInxGa1-xSe2，简称CIGS)薄膜太阳能电池因其既具有高的光电转换效率，又具有比较低的制作成本，性能稳定，不会发生光诱导衰变，价格也低于传统的晶体硅电池，因而成为各国太阳能电池材料的研究热点之一。CIGS薄膜太阳能电池主要由玻璃衬底、钼(Mo)背电极、CIGS吸收层、缓冲层、窗口层、减反射层和铝电极组成，其中CIGS吸收层是太阳能电池中的核心材料，制备高效CIGS电池的关键技术之一是要获得高质量的吸收层，即CIGS薄膜。CIGS薄膜的制备方法多种多样，主要的制备方法大致可以归结为真空制备技术和非真空制备技术两大类。真空制备工艺主要有多源共蒸发技术、溅射技术、分子束外延技术、化学气相沉积技术等；而非真空制备技术包括电沉积、旋涂法和丝网印刷等方法。虽然CIGS薄膜的制备方法多种多样，但仅有多源共蒸发技术和溅射后硒化法制得高效率的CIGS太阳能电池。蒸发和溅射两种制备方法在日本、美国、德国无论是实验室还是在生产线上都有采用。实验室里制备小面积的CIGS薄膜太阳电池时，共蒸发法沉积的CIGS薄膜质量较好，电池效率较高，但蒸发法无法精确控制元素比例、重复性差、材料利用率不高、很难实现大面积均匀稳定成膜，因而限制其在大规模工业化生产中的应用。中国专利申请200910089397.5以直流方式在硒蒸发坩埚周围产生等离子体，使硒蒸气离化，铜铟镓分别蒸发，沉积CIGS膜层。这种制备方式，通过采用多元共蒸镀的方法，实现了大面积的CIGS薄膜的制备。然而，以这种方式，铜铟镓预制层拿出真空室，面临铜铟镓被氧化的氧化的风险，特别是，衬底上沉积一个完整的CIGS吸收层必须多次被拿出真空室，面临着各个蒸镀层都被氧化的风险。而且，这个风险不易排除。因此，提供一种能有效避免CIGS薄膜在蒸镀过程中被氧化的蒸镀装置很有必要。
技术实现思路
基于此，有必要针对CIGS薄膜在蒸镀过程中易被氧化的问题，提供一种薄膜蒸镀装置。一种薄膜蒸镀装置，包括：靶材固定装置，用于沿第一方向固定设置多个组分不同的靶材；衬底承载装置，用于承载待镀膜的衬底且使所述衬底与所述靶材相对设置；以及加热装置，用于对所述靶材进行加热使所述靶材的材料蒸镀于所述衬底上形成薄膜；所述靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底沿所述第一方向相对运动。在其中一个实施例中，所述靶材固定装置具有用于固定所述靶材的圆柱状侧壁，所述第一方向为所述圆柱状侧壁的周向，所述衬底承载装置套设于所述靶材固定装置的外侧，并具有与所述圆柱状侧壁同轴设置的用于承载所述衬底的弧形承载面。在其中一个实施例中，所述靶材固定装置为平板状，所述衬底承载装置具有用于承载所述衬底的平坦的承载面。在其中一个实施例中，所述靶材固定装置固定设置，所述衬底承载装置用于提供所述衬底沿第一方向运动的动力。在其中一个实施例中，还包括温度控制装置，所述温度控制装置用于调节所述衬底的温度。在其中一个实施例中，还包括冷却装置，所述冷却装置设置于所述靶材固定装置远离所述靶材的一侧，或所述靶材固定装置自身为所述冷却装置。在其中一个实施例中，还包括所述多个组分不同的靶材，所述多个组分不同的靶材包括共同作为CIGS靶材并沿所述第一方向依次设置的第一合金靶材、第二合金靶材和第三合金靶材。在其中一个实施例中，所述多个组分不同的靶材还包括缓冲层靶材，所述缓冲层靶材沿所述第一方向设置于所述靶材固定装置的末端。在其中一个实施例中，所述缓冲层靶材为GdS靶材。在其中一个实施例中，还包括H2S气体通入装置，所述缓冲层靶材为Cd靶材，所述H2S气体通入装置能够在蒸镀过程中向所述薄膜蒸镀装置内通入H2S气体。在其中一个实施例中，所述加热装置提供的加热范围为500℃-1100℃。在其中一个实施例中，所述加热装置能够使所述多个组分不同的靶材均匀加热至同一温度。在其中一个实施例中，每个靶材在所述第一方向上的长度为1m-5m，所靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底的相对运动的速度小于或等于3m/min。在其中一个实施例中，所靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底的间距为5mm-50mm。在其中一个实施例中，还包括铜、铟、镓、硒中至少任一元素的补给单元。上述薄膜蒸镀装置，通过使用一个靶材固定装置固定多个不同组分的靶材，然后使衬底与靶材发生相对位移并使靶材成分依次蒸镀在衬底上直接形成多个镀层，由于多个镀层的蒸镀过程中不需要将衬底暴露于空气中，有效地避免了蒸镀层容易被氧化的问题。附图说明图1为本技术一实施例的薄膜蒸镀装置的结构示意图；图2为本技术一实施例的加热装置设置的示意图；图3为本技术另一实施例的薄膜蒸镀装置的结构示意图；图4为本技术一实施例的环状的薄膜蒸镀装置的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本技术的薄膜蒸镀装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。实施例附图中各种不同对象按便于列举说明的比例绘制，而非按实际组件的比例绘制。请参阅图1与图2，本技术实施例提供一种薄膜蒸镀装置，包括：靶材固定装置100，用于沿第一方向固定设置多个组分不同的靶材300；衬底承载装置200，用于承载待镀膜的衬底且使所述衬底与所述靶材300相对设置；以及加热装置400，用于对所述靶材300进行加热使所述靶材300的材料蒸镀于所述衬底上形成薄膜；所述靶材固定装置100与所述衬底承载装置200能够使所述靶材300与所述衬底沿所述第一方向相对运动。上述薄膜蒸镀装置，通过使用一个靶材固定装置100固定多个不同组分的靶材300，然后使衬底与靶材300发生相对位移并使靶材300成分依次蒸镀在衬底上直接形成层叠的多个镀层，由于多个镀层的蒸镀过程中不需要将衬底暴露于空气中，有效地避免了蒸镀层容易被氧化的问题。在一个实施例中，所述加热装置400设置在所述靶材固定装置100长度方向的侧面，优选地，两侧均有设置加热装置400。优选地，所述加热装置400包括加热源401，所述加热源401为光辐射热源，更优选地，所述加热源401为石英灯，且所述石英灯的形状与所述靶材固定装置100的形状相适应；所述石英灯的长度方向与所述靶材固定装置100的长度方向一致。在一个优选的实施例中，所述加热装置400还包括遮光板403，所述遮光板403设置于所述光辐射加热源401远离所述靶材固定装置100的一侧，控制所述加热源401的热辐射方向朝向所述靶材固定装置100，也就是说，使热辐射方向朝向所述靶材300。可选地，加热装置400提供的加热范围为500℃-110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜蒸镀装置，其特征在于，包括：靶材固定装置，用于沿第一方向固定设置多个组分不同的靶材；衬底承载装置，用于承载待镀膜的衬底且使所述衬底与所述靶材相对设置；以及加热装置，用于对所述靶材进行加热使所述靶材的材料蒸镀于所述衬底上形成薄膜；所述靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底沿所述第一方向相对运动。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜蒸镀装置，其特征在于，包括：靶材固定装置，用于沿第一方向固定设置多个组分不同的靶材；衬底承载装置，用于承载待镀膜的衬底且使所述衬底与所述靶材相对设置；以及加热装置，用于对所述靶材进行加热使所述靶材的材料蒸镀于所述衬底上形成薄膜；所述靶材固定装置与所述衬底承载装置能够使所述靶材与所述衬底沿所述第一方向相对运动。2.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，所述靶材固定装置具有用于固定所述靶材的圆柱状侧壁，所述第一方向为所述圆柱状侧壁的周向，所述衬底承载装置套设于所述靶材固定装置的外侧，并具有与所述圆柱状侧壁同轴设置的用于承载所述衬底的弧形承载面。3.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，所述靶材固定装置为平板状，所述衬底承载装置具有用于承载所述衬底的平坦的承载面。4.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，所述靶材固定装置固定设置，所述衬底承载装置用于提供所述衬底沿第一方向运动的动力。5.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，还包括温度控制装置，所述温度控制装置用于调节所述衬底的温度。6.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置设置于所述靶材固定装置远离所述靶材的一侧，或所述靶材固定装置自身为所述冷却装置。7.根据权利要求1所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，还包括所述多个组分不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，
申请(专利权)人：北京铂阳顶荣光伏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11