一种制备高质量硫化镉薄膜的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术具体涉及一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，包括沉积容器、密封盖、样品槽和搅拌桨，所述沉积容器为上部开口的圆柱形腔体，沉积容器顶部设置有密封盖，所述密封盖包括第一密封盖和第二密封盖，所述第二密封盖设置在第一密封盖内侧，第一密封盖的下部可拆卸连接有样品槽，第二密封盖的上方固定连接有马达，所述马达的输出轴的下端穿过第二密封盖并连接搅拌桨，所述搅拌桨穿过样品槽。使用本实用新型专利技术制备硫化镉薄膜，降低了沉积过程中氨水的挥发，保证沉积过程中氨水溶度的维持，从而抑制镉的氨络合物的分解，进一步抑制硫化镉晶种的生成速度，制备出无悬浮硫化镉颗粒的硫化镉薄膜。

A Device for Preparing High Quality Cadmium Sulfide Films

【技术实现步骤摘要】
一种制备高质量硫化镉薄膜的装置
本技术属于硫化镉薄膜制备
，具体涉及一种制备高质量硫化镉薄膜的装置。
技术介绍
太阳能电池是能将光能直接转换成电能的光电转换器件，因此太阳能电池是获得绿色洁净能源、解决能源危机和环境污染的重要工具。硫化镉（CdS）属于一种Ⅱ-Ⅵ族的化合物，禁带宽度为2.42eV的n型半导体材料，并且能透过绝大部分的太阳光，因此，硫化镉被广泛地用作薄膜电池的缓冲层，诸如在碲化镉（CdTe）、铜铟镓硒（Cu(In，Ga)Se2）、铜锌锡硫（Cu2ZnSnS4）和硫化锑（Sb2S3）等薄膜电池中，硫化镉是非常重要的组成部分，硫化镉薄膜的性能决定着太阳能电池的器件性能。要得到高效率的太阳电池，作为缓冲层的硫化镉必须要致密均匀并且厚度适宜。制备硫化镉薄膜的方法有许多种，比如：化学水浴法、磁控溅射法、近空间升华法、真空蒸发法等。其中制备薄膜电池的工艺中大多还是采用了化学水浴法。传统的化学水浴沉积法制备硫化镉的方法如下：将镉盐溶解在去离子水中，加入氨水、硫脲，放置于60～80℃的水浴中加热10～20min来制备硫化镉薄膜。该方法尽管能够制备出硫化镉薄膜，但是在水浴中会有大量的硫化镉的颗粒，这些颗粒会沉积在硫化镉薄膜的表面，形成凸凹不同的表面形貌，并且通过简单的清洗难以有效的去除干净，如果使用超声的话将破坏吸光层和基底之间的结合。当在后续溅射制备ITO薄膜的过程中，高能的溅射过程将把这个硫化镉颗粒打碎，从而影响窗口层的透过率和电子收集，进而降低太阳能电池的光电转换效率。
技术实现思路
为消除水浴中产生大量的硫化镉的颗粒，制备高质量的硫化镉薄膜，本技术提供一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，来提高化学水浴沉积硫化镉薄膜的质量。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，包括沉积容器、密封盖、样品槽和搅拌桨，所述沉积容器为上部开口的圆柱形腔体，沉积容器顶部设置有密封盖，所述密封盖包括第一密封盖和第二密封盖，所述第二密封盖设置在第一密封盖内侧，第一密封盖的下部可拆卸连接有样品槽，第二密封盖的上方固定连接有马达，所述马达的输出轴的下端穿过第二密封盖并连接搅拌桨，所述搅拌桨穿过样品槽。进一步地，所述第一密封盖呈环形，第一密封盖的内侧固定连接有第一U形槽，所述第二密封盖呈圆形，第一密封盖的外侧和第二密封盖的外侧均设置有向下折弯的翻边，第二密封盖外侧的翻边与第一U形槽相匹配，第二密封盖外沿上方设置有密封条。进一步地，所述样品槽包括支撑杆和支撑环，所述支撑杆的上端与第一密封盖可拆卸连接，沿着支撑杆长度方向设置有两个以上支撑环，上方的支撑环固定连接在支撑杆外侧且其内侧面开设有第二U形槽，最底部的支撑环固定连接在支撑杆下方且其宽度大于上方的支撑环，最底部的支撑环的上表面开设有第三U形槽。进一步地，所述第一密封盖的下方固定连接两个以上连接管，所述连接管的管壁上开设有矩形通孔；所述支撑杆的上端固定连接有两个连接条，所述连接条的上方固定连接有梯形凸块，所述梯形凸块与通孔相匹配。进一步地，所述连接条为弹性材料制成的条状体。进一步地，所述搅拌桨包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌叶呈梯形。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：在使用本技术进行化学水浴沉积硫化镉薄膜的过程中，第一，通过马达带动搅拌桨搅拌沉积溶液，让镉离子和氨分子充分络合，降低镉离子和氨分子分解的速率；第二，第一密封盖和第二密封盖分体式设置，使得样品槽和搅拌桨能分别设置在第一密封盖和第二密封盖的下方，方便了样品的放置和回收；第三，第一密封盖、第二密封盖通过第一U形槽连接，避免留有缝隙，第二密封盖外沿上设置有密封圈，进一步密封了第一密封盖和第二密封盖，使得沉积容器密封性更好，降低了沉积过程中氨水的挥发，保证沉积过程中氨水溶度的维持，从而抑制镉的氨络合物的分解，进一步抑制硫化镉晶种的生成速度，制备出无悬浮硫化镉颗粒的硫化镉薄膜；第四，样品槽与第一密封盖可拆卸连接，方便了用于沉积硫化镉薄膜的样品放置和样品槽的更换；第五，支撑环中开设U型槽，方便放置和固定沉积硫化镉薄膜的样品。附图说明图1为本技术一种制备高质量硫化镉薄膜的装置的结构示意图。图2为图1中A处的放大图。图3为本技术一种制备高质量硫化镉薄膜的装置密封盖、密封条和马达的结构示意图。图4为本技术一种制备高质量硫化镉薄膜的装置的样品槽的上方的支撑环和支撑杆的结构示意图。图5为本技术一种制备高质量硫化镉薄膜的装置的样品槽的最底部的支撑环和支撑杆的结构示意图。附图中标号为：1为马达，2为密封盖，3为样品槽，4为搅拌桨，5为密封条，6为沉积容器，21为第一密封盖，22为第二密封盖，23为第一U形槽，31为支撑杆，32为支撑环，41为搅拌轴，42为搅拌叶，211为连接管，311为连接条，312为梯形凸块，321第二U形槽，322为第三U形槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，包括沉积容器6、密封盖2、样品槽3和搅拌桨4，所述沉积容器6为上部开口的圆柱形腔体，沉积容器6顶部设置有密封盖2，所述密封盖2包括第一密封盖21和第二密封盖22，所述第一密封盖21呈环形，第一密封盖21的内侧固定连接有第一U形槽23、外侧设置有向下折弯的翻边，所述第二密封盖22呈圆形，第二密封盖22的外侧设置有向下折弯的翻边且该翻边与第一U形槽23相匹配，第二密封盖22设置在第一密封盖21内侧，第二密封盖22外沿上方设置有密封条。第一密封盖21的下部可拆卸连接有样品槽3，所述样品槽3包括支撑杆31和支撑环32，所述支撑杆31的上端与第一密封盖21可拆卸连接，具体地，所述第一密封盖21的下方固定连接两个以上连接管211，本实施例中第一密封盖21的下方固定连接四个连接管211。所述连接管211的管壁上开设有矩形通孔；所述支撑杆31的上端固定连接有两个连接条311，所述连接条311为弹性材料制成的条状体，连接条311的上方固定连接有梯形凸块312，所述梯形凸块312与通孔相匹配。沿着支撑杆31长度方向设置有两个以上支撑环32，具体地，支撑环32的数量为3个；上方的支撑环32固定连接在支撑杆31外侧且其内侧面开设有第二U形槽321，最底部的支撑环32固定连接在支撑杆31下方且其宽度大于上方的支撑环32，最底部的支撑环32的上表面开设有第三U形槽322。第二密封盖22的上方固定连接有马达1，所述马达1的输出轴的下端穿过第二密封盖22并连接搅拌桨4，所述搅拌桨4穿过样品槽3。所述搅拌桨4包括搅拌轴41和搅拌叶42，所述搅拌叶42呈梯形。使用时，缓慢打开第二密封盖22，向沉积容器6中加入沉积溶液，将用于沉积硫化镉薄膜的样品的下端沿着上方支撑环32的第二U形槽321下滑至最底部的支撑环32的第三U形槽322上，将第二密封盖22的翻边插入第一密封盖21的第一U形槽23中，此时密封条5将第一密封盖21和第二密封盖22进一步密封，启动马达1，马达1带动搅拌桨4搅拌沉积溶液，在用于沉积硫化镉薄膜的样品上进行化学水浴沉积硫化镉薄膜。所述马达1为信达电机生产，型号为XD-42GA775。当需要更换新的样品槽3时，向内挤压两个梯形凸块312，使连接条311从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，其特征在于，包括沉积容器（6）、密封盖（2）、样品槽（3）和搅拌桨（4），所述沉积容器（6）为上部开口的圆柱形腔体，沉积容器（6）顶部设置有密封盖（2），所述密封盖（2）包括第一密封盖（21）和第二密封盖（22），所述第二密封盖（22）设置在第一密封盖（21）内侧，第一密封盖（21）的下部可拆卸连接有样品槽（3），第二密封盖（22）的上方固定连接有马达（1），所述马达（1）的输出轴的下端穿过第二密封盖（22）并连接搅拌桨（4），所述搅拌桨（4）穿过样品槽（3）。

【技术特征摘要】
1.一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，其特征在于，包括沉积容器（6）、密封盖（2）、样品槽（3）和搅拌桨（4），所述沉积容器（6）为上部开口的圆柱形腔体，沉积容器（6）顶部设置有密封盖（2），所述密封盖（2）包括第一密封盖（21）和第二密封盖（22），所述第二密封盖（22）设置在第一密封盖（21）内侧，第一密封盖（21）的下部可拆卸连接有样品槽（3），第二密封盖（22）的上方固定连接有马达（1），所述马达（1）的输出轴的下端穿过第二密封盖（22）并连接搅拌桨（4），所述搅拌桨（4）穿过样品槽（3）。2.根据权利要求1所述的一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，其特征在于，所述第一密封盖（21）呈环形，第一密封盖（21）的内侧固定连接有第一U形槽（23），所述第二密封盖（22）呈圆形，第一密封盖（21）的外侧和第二密封盖（22）的外侧均设置有向下折弯的翻边，第二密封盖（22）外侧的翻边与第一U形槽（23）相匹配，第二密封盖（22）外沿上设置有密封条（5）。3.根据权利要求1所述的一种制备高质量硫化镉薄膜的装置，其特征在于，所述样品槽（3）包括支...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖振宇，曹阳，冯旭莹，高梦格，刘文元，孙书杰，赵志强，孙柱柱，李彦磊，程念，房良，訾威，刘江峰，涂友超，耿晓菊，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：新型
国别省市：河南,41