离子注入设备及太阳能电池制作方法技术

本发明专利技术涉及一种离子注入设备及太阳能电池制作方法。所述离子注入应用于铜铟镓硒(CIGS)薄膜制备装置，所述制备装置包括工艺腔，所述工艺腔用于在基板上形成CIGS薄膜，所述离子注入设备包括：离子容置腔，位于所述工艺腔内，所述离子容置腔包括释放口，所述释放口位于所述形成有CIGS薄膜的基板的下方；离子发生构件，位于所述离子容置腔内，用于在所述离子容置腔内产生碱金属离子；离子加速构件，位于所述工艺腔内，用于对所述离子发生构件产生的所述碱金属离子进行加速，使得所述碱金属离子从所述释放口射出，射向所述CIGS薄膜。该技术方案可以精确控制所需的碱金属离子的分布梯度和浓度，得到完美分布的碱金属离子梯度，增强CIGS薄膜的性能，节省能耗。

【技术实现步骤摘要】
离子注入设备及太阳能电池制作方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及离子注入设备及太阳能电池制作方法。
技术介绍
目前，在制作铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池时，会先使用坩埚蒸发氟化钠填料在背电极层基板上形成含钠层，然后采用PDT(等离子体扩散处理)的方式，使钠离子向CIGS膜层渗透，这样，在制作CIGS膜时该钠离子就可以促进铜铟硒化合物的优先形成，排挤镓元素向背电极层扩散，有利于光感作用层的加深；还可以钝化CIGS晶格及表面缺陷从而提高空穴载流子浓度，且钠离子的活泼性有利于背电极层与CIGS层的结合活性，PN结的分化更明显，从而提高CIGS薄膜太阳能电池的开路电压。但是，上述这种制成方式，无法在大面积基板上得到分布均匀的含钠层，这就会造成CIGS薄膜受钠离子渗透影响不均匀，且上述方式只能预制含钠层，然后在CIGS成膜过程中使钠离子向其中渗透从而达到影响晶格或提升电池开路电压与载流子浓度的目的，作用效果需要经过钠离子渗透，且渗透的深度呈一定梯度时才能达到最佳效果，参透深度的控制难度较高。而且上述氟化钠中的氟会在CIGS薄膜制程中会与硒化合生产SeF6气体，被真空系统抽走，但氟化硒在工艺腔开腔维护过程中可能会遇水生成HF剧毒气体，危害人体健康。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种离子注入设备及太阳能电池制作方法。可以精确控制所需的碱金属离子的分布梯度和浓度，得到完美分布的碱金属离子梯度，增强CIGS薄膜的性能，节省大量的热蒸镀能耗，防止危害人身健康。所述技术方案如下：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种离子注入设备，应用于铜铟镓硒(CIGS)薄膜制备装置，所述制备装置包括工艺腔，所述工艺腔用于在基板上形成CIGS薄膜以得到CIGS薄膜基板，其特征在于，所述离子注入设备包括：离子容置腔，位于所述工艺腔内，所述离子容置腔包括释放口，所述释放口位于形成有所述CIGS薄膜的基板的下方，朝向所述CIGS薄膜；离子发生构件，位于所述离子容置腔内，用于在所述离子容置腔内产生碱金属离子；离子加速构件，位于所述工艺腔内，用于对所述离子发生构件产生的所述碱金属离子进行加速，使得所述碱金属离子从所述释放口射出，射向所述CIGS薄膜。在一个实施例中，所述离子发生构件包括：碱金属靶材，位于所述离子容置腔内；直流脉冲电源接口，用于连接直流脉冲电源，所述直流脉冲电源的阳极连接所述工艺腔的壳体，所述直流脉冲电源的阴极连接所述碱金属靶材；导管，所述导管的一端连通所述离子容置腔，另一端连通至所述工艺腔外部，用于向所述离子容置腔内导入惰性气体。在一个实施例中，所述碱金属靶材包括卧式靶材。在一个实施例中，所述卧式靶材包括圆柱卧式旋转靶材；所述离子注入设备还包括：控制器；电机，连接所述控制器和所述圆柱卧式旋转靶材，用于在所述控制器的控制下带动所述圆柱卧式旋转靶材旋转。在一个实施例中，所述释放口包括所述离子容置腔的顶部开口；所述离子加速构件还包括：线圈，螺旋缠绕在所述离子容置腔的外壁；脉冲电源接口，用于连接脉冲电源，所述脉冲电源的两端分别连接所述线圈的两端，用于使所述线圈产生磁场，所述磁场用于对所述离子容置腔内的碱金属离子进行加速，使所述碱金属离子从所述释放口射出。在一个实施例中，所述离子加速构件还包括：接地金属板，位于所述形成有CIGS薄膜的基板的CIGS薄膜所在面的相对面与工艺腔的顶部之间，与所述形成有CIGS薄膜的基板平行。在一个实施例中，所述离子注入设备包括两个所述离子容置腔以及分别位于两个所述离子容置腔内的两个所述离子发生构件；其中两个所述离子容置腔的所述释放口以一定的角度相对；所述离子加速构件包括粒子对撞器，所述粒子对撞器上设置有输入口和输出口，所述输入口连通两个所述离子容置腔的释放口，所述粒子对撞器用于使从所述输入口输入的产生于两个所述离子容置腔的所述碱金属离子进行加速后对撞，并使对撞后的碱金属离子从所述输出口射出，射向所述CIGS薄膜。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种太阳能电池制作方法，包括：在基板上沉积背电极层；在所述背电极层上制作CIGS薄膜，形成CIGS薄膜基板；产生预设数量的碱金属离子，将所述碱金属离子按照预设速度射向所述CIGS薄膜，形成注入有所述碱金属离子的CIGS薄膜基板。在一个实施例中，所述方法还包括：将所述注入有碱金属离子的CIGS薄膜基板进行退火处理。在一个实施例中，所述退火处理时的退火温度的范围为500至600℃；退火时间的范围为10至40分钟。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实施例可以通过上述的离子注入设备采用离子注入技术将碱金属离子注入至CIGS薄膜，该离子注入技术注入的碱金属离子，均匀性极佳(尤其体现在大面积基板上)，优化了碱金属离子分布均匀性不佳的问题；该离子注入设备还可以通过控制离子速度和数量来精确控制所需的碱金属离子的分布梯度和浓度，得到完美分布的碱金属离子梯度，增强CIGS薄膜的性能，且离子注入的方式不需要使用氟化钠，可以杜绝氟化物的生成，防止危害人身健康；另外，离子注入技术的应用条件无高温要求，可以节省大量的热蒸镀能耗。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种离子注入设备的结构示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种离子注入设备的结构示意图。图3是根据一示例性实施例示出的一种离子注入设备的结构示意图。图4是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电池制作方法的流程图。图5是根据一示例性实施例示出的一种太阳能电池制作方法流程图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种离子注入设备的结构示意图，该离子注入设备应用于铜铟镓硒(CIGS)薄膜制备装置1，所述制备装置1包括工艺腔11，如图1所示，该离子注入设备包括离子容置腔12，离子发生构件13，离子加速构件14。这里，所述工艺腔11用于在基板上形成CIGS薄膜，该工艺腔11可以是真空腔，该离子容置腔12位于所述工艺腔11内，所述离子容置腔12包括释放口121，所述释放口121位于形成有所述CIGS薄膜的基板20的的下方，离子发生构件13位于所述离子容置腔12内，用于在所述离子容置腔12内产生碱金属离子；离子加速构件14，位于所述工艺腔11内，用于对所述离子发生构件13产生的碱金属离子进行加速，使得所述碱金属离子从所述释放口121射出；射向所述CIGS薄膜。这里，如图1所示，该工艺腔11内还设置有传输构件15，该传输构件15位于所述工艺腔11内，用于传输进入所述工艺腔11的基板20，示例的，如图1所示，传输构件15可以按照图1所示的箭头方向传输基板20，如此可以使得所述基板20各区域的CIGS薄膜均能经过所述释放口121并接收到所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子注入设备，应用于铜铟镓硒(CIGS)薄膜制备装置，所述制备装置包括工艺腔，所述工艺腔用于在基板上形成CIGS薄膜以得到CIGS薄膜基板，其特征在于，所述离子注入设备包括：离子容置腔，位于所述工艺腔内，所述离子容置腔包括释放口，所述释放口位于所述CIGS薄膜基板的下方，朝向所述CIGS薄膜；离子发生构件，位于所述离子容置腔内，用于在所述离子容置腔内产生碱金属离子；离子加速构件，位于所述工艺腔内，用于对所述离子发生构件产生的所述碱金属离子进行加速，使得所述碱金属离子从所述释放口射出，射向所述CIGS薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种离子注入设备，应用于铜铟镓硒(CIGS)薄膜制备装置，所述制备装置包括工艺腔，所述工艺腔用于在基板上形成CIGS薄膜以得到CIGS薄膜基板，其特征在于，所述离子注入设备包括：离子容置腔，位于所述工艺腔内，所述离子容置腔包括释放口，所述释放口位于所述CIGS薄膜基板的下方，朝向所述CIGS薄膜；离子发生构件，位于所述离子容置腔内，用于在所述离子容置腔内产生碱金属离子；离子加速构件，位于所述工艺腔内，用于对所述离子发生构件产生的所述碱金属离子进行加速，使得所述碱金属离子从所述释放口射出，射向所述CIGS薄膜。2.根据权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，所述离子发生构件包括：碱金属靶材，位于所述离子容置腔内；直流脉冲电源接口，用于连接直流脉冲电源，所述直流脉冲电源接口的阳极连接所述工艺腔的壳体，所述直流脉冲电源接口的阴极连接所述碱金属靶材；导管，所述导管的一端连通所述离子容置腔，另一端连通至所述工艺腔外部，用于向所述离子容置腔内导入惰性气体。3.根据权利要求2所述的离子注入设备，其特征在于，所述碱金属靶材包括卧式靶材。4.根据权利要求3所述的离子注入设备，其特征在于，所述卧式靶材包括圆柱卧式旋转靶材；所述离子注入设备还包括：控制器；电机，连接所述控制器和所述圆柱卧式旋转靶材，用于在所述控制器的控制下带动所述圆柱卧式旋转靶材旋转。5.根据权利要求1所述的离子注入设备，其特征在于，所述释放口位于所述离子容置腔的顶部；所述离子加速构件还包括：线圈，螺旋缠绕在所述离子容置腔的外壁；脉冲电源接口，用于连接脉冲电源，所述脉冲电源接口的两端分...

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