CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法，包括带有加热丝的炉体，其特点是：还包括以下制备步骤：⑴在炉体外置一层保护加热丝单元后，放入内部靠近下端置有屏蔽结构的壳体支架中；⑵在壳体支架的底部固定一个底盘，底盘的下面通过支撑杆固定在电控器上；⑶制作蒸发源顶部遮盖片和密封卡环，将密封卡环套在步骤⑴保护加热丝单元中的壳体支架上面的顶部壳体外壁，蒸发源顶部遮盖片的大圆壁卡在炉体的外沿和密封卡环之间顶部壳体的上面。本发明专利技术采用内壁上有凹槽的顶部壳体和底部壳体套在炉体外壁，加热丝有了固定的位置，延长了加热丝使用寿命；由于加热丝与炉体接触更为紧密，进一步提高了加热丝的加热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于薄膜太阳电池制造设备
，特别是涉及一种CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法。
技术介绍
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”的专利技术专利，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。
技术实现思路
本专利技术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CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法。本专利技术包括如下技术方案：CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法，包括带有加热丝的炉体，其特点是：还包括以下制备步骤：⑴在炉体外置一层保护加热丝单元后，放入内部靠近下端置有屏蔽结构的壳体支架中；所述保护加热丝单元为套在炉体外壁的顶部壳体和底部壳体，顶部壳体和底部壳体的内壁上均制有放置加热丝用的螺旋状凹槽，其中顶部壳体上端部与外圆之间有一台阶圆；所述屏蔽结构为用垂直于水平面的三个圆柱体作为屏蔽层支撑柱，在三个屏蔽层支撑柱上套入相互平行并与屏蔽层支撑柱垂直的多层钼片作为屏蔽层；⑵在壳体支架的底部固定一个底盘，步骤⑴屏蔽结构中的屏蔽层支撑柱定位在底盘的上面，底盘的下面通过支撑杆固定在电控器上；⑶用石墨制作蒸发源顶部遮盖片和密封卡环；蒸发源顶部遮盖片制成内径为台阶状的环形圈，密封卡环为内径与蒸发源顶部遮盖片外径尺寸相同的圆形圈；密封卡环套在步骤⑴保护加热丝单元中的壳体支架上面的顶部壳体外壁，所述蒸发源顶部遮盖片的大圆壁卡在炉体的外沿和密封卡环之间顶部壳体的上面。本专利技术还可以采用如下技术措施：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。所述底盘面上还有与壳体支架固定用的固定通孔、作为加热线和热偶线走线用加热线走线孔和热偶线走线孔。所述壳体支架为304不锈钢材料。本专利技术具有的优点和积极效果：1、本专利技术采用了内壁上制出加热丝走线用的螺旋状凹槽的顶部壳体和底部壳体，将顶部壳体和底部壳体套在炉体外壁上作为加热丝的保护层，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；由于加热丝与炉体接触更为紧密，提高了加热丝的加热效率。2、本专利技术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、本专利技术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、本专利技术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是本专利技术制作的CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置结构示意图；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是本专利技术中保护加热丝单元结构示意图；图5是图1中蒸发源顶部遮盖片结构示意图；图6是图1中密封卡环结构示意图；图7是图1中壳体支架结构示意图；图8是图1中底盘的俯视结构示意图；图9是置于图8中底盘上的屏蔽结构示意图；图10是图1中喷嘴的结构示意图。图中，1-顶部壳体，2-底部壳体，3-坩埚，4-喷嘴，5-蒸发源顶部遮盖片，6-密封卡环，7-壳体支架，8-屏蔽层，9-屏蔽层支撑柱，10-底盘，11-加热丝，12-蒸发物料，13-固定螺纹孔，14-加热线组，15-热偶线组，16-支撑杆，17-电控器，18-屏蔽层支撑柱定位孔，19-固定通孔，20-加热线走线孔，21-支撑杆固定螺孔，22-热偶线走线孔。具体实施方式为能进一步公开本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，特例举以下实例并结合附图进行详细说明如下：CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法，包括带有加热丝的炉体，其特点是：还包括以下制备步骤：⑴在炉体外置一层保护加热丝单元后，放入内部靠近下端置有屏蔽结构的壳体支架中；所述保护加热丝单元为套在炉体外壁的顶部壳体和底部壳体，顶部壳体和底部壳体的内壁上均制有放置加热丝用的螺旋状凹槽，其中顶部壳体上端部与外圆之间有一台阶圆；所述屏蔽结构为用垂直于水平面的三个圆柱体作为屏蔽层支撑柱，在三个屏蔽层支撑柱上套入相互平行并与屏蔽层<本文档来自技高网...

【技术保护点】
CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法，包括带有加热丝的炉体，其特征在于：还包括以下制备步骤：⑴在炉体外置一层保护加热丝单元后，放入内部靠近下端置有屏蔽结构的壳体支架中；所述保护加热丝单元为套在炉体外壁的顶部壳体和底部壳体，顶部壳体和底部壳体的内壁上均制有放置加热丝用的螺旋状凹槽，其中顶部壳体上端部与外圆之间有一台阶圆；所述屏蔽结构为用垂直于水平面的三个圆柱体作为屏蔽层支撑柱，在三个屏蔽层支撑柱上套入相互平行并与屏蔽层支撑柱垂直的多层钼片作为屏蔽层；⑵在壳体支架的底部固定一个底盘，步骤⑴屏蔽结构中的屏蔽层支撑柱定位在底盘的上面，底盘的下面通过支撑杆固定在电控器上；⑶用石墨制作蒸发源顶部遮盖片和密封卡环；蒸发源顶部遮盖片制成内径为台阶状的环形圈，密封卡环为内径与蒸发源顶部遮盖片外径尺寸相同的圆形圈；密封卡环套在步骤⑴保护加热丝单元中的壳体支架上面的顶部壳体外壁，所述蒸发源顶部遮盖片的大圆壁卡在炉体的外沿和密封卡环之间顶部壳体的上面。

【技术特征摘要】
1.CIGS太阳电池用高温耐蚀蒸发束流源装置制备方法，包括带有加热
丝的炉体，其特征在于：还包括以下制备步骤：
⑴在炉体外置一层保护加热丝单元后，放入内部靠近下端置有屏蔽结
构的壳体支架中；所述保护加热丝单元为套在炉体外壁的顶部壳体和底部壳
体，顶部壳体和底部壳体的内壁上均制有放置加热丝用的螺旋状凹槽，其中
顶部壳体上端部与外圆之间有一台阶圆；所述屏蔽结构为用垂直于水平面的
三个圆柱体作为屏蔽层支撑柱，在三个屏蔽层支撑柱上套入相互平行并与屏
蔽层支撑柱垂直的多层钼片作为屏蔽层；
⑵在壳体支架的底部固定一个底盘，步骤⑴屏蔽结构中的屏蔽层支撑
柱定位在底盘的上面，底盘的下面通过支撑杆固定在电控器上；
⑶用石墨制作蒸发源顶部遮盖片和密封卡环；蒸发源顶部遮盖片制成
内径为台阶状的环形圈，密封卡环为内径与蒸发源顶部遮盖片外径尺寸相同
的圆形圈；密封卡环套在步骤⑴保护加热丝单元中的壳体支架上面的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵岳，王赫，张超，邓朝文，张翰明，赵彦民，乔在祥，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12