一种碲化镉靶材的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种碲化镉靶材的制作方法，包括对碲化镉材料进行冷压成形，制作成碲化镉靶材、对镉化镉靶材进行烧结和冷却的步骤，在烧结步骤中，首先通入惰性气体，将靶材加热到80～150℃，然后保温50～70分钟；最后在4小时内逐渐升温至780～880℃，再保温3～5小时，由此制得的碲化镉靶材可直接进行溅射，无需进行预溅射即可工作，同时也不会出现局部放电的现象，该制作方法可广泛用于科研和工业化生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碲化镉薄膜太阳能电池制备工艺，具体涉及碲化镉靶材的制作方法。
技术介绍
目前，碲化镉薄膜太阳能电池越来越受到广大用户的青睐，在碲化镉薄膜太阳能电池的制备工艺中，碲化镉靶材的制作是其关键所在，现有的制作方法主要包括近空间升华法、物理气相输送法、高真空蒸镀法和磁控溅射法等，采用上述方法制作的碲化镉靶材普遍存在以下缺点 (1)在溅射条件下无法溅射或者经过长时间的预溅射靶材，才能溅射成功，如果关断溅射电源后，经过一定时间的冷却再溅射镀膜，也要经过预溅射靶材的过程才能工作； (2)在溅射靶材的过程中，靶材容易在局部放电，导致该处出现穿孔现象。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术提供，通过该制作方法制得的碲化镉靶材不但无需经过预溅射靶材即可直接工作，还不会出现局部放电的现象。本专利技术是通过这样的技术方案来实现的，该制作方法包括如下步骤第一步，对碲化镉材料进行冷压成形，制作成碲化镉靶材；第二步，对镉化镉靶材进行烧结将镉化镉靶材放入加热装置，通入惰性气体，该惰性气体包括但不限于氮气、氩气，几分钟后，将靶材加热到80 150°C，保温50 70分钟；然后在4小时内逐渐升温至780 880°C，再保温3 5小时；第三步，冷却至常温。进一步的是，在上述第一步骤中，采用特制模具对碲化镉材料进行成形，该特制模具可采用模具钢制作，包括上压模具、下压模具和装料模具，其中，装料模具与下压模具的衔接处设置2 7°倾角，同时最好也保证在碲化镉材料压制成形时也形成统一倾角，这样有助于靶材脱模，也可以防止靶材出现破裂或分层的现象，保证靶材脱模过程顺利进行。所述加热装置可采用市购的马佛炉作为加热源，本专利技术采用自制的石英管式加热炉，其结构为从内腔至外层依次设置石英搁置板、通气石英盒、绝缘护套、隔热层和通气管，其中，绝缘护套的内部设置有加热丝，通气管穿过隔热层和通气石英盒并伸入通气石英盒形成的加热空间内，以便通入惰性气体，从而在通气石英盒内形成惰性气体氛围；之所以采用石英材质，不只是考虑到其耐高温的性质，同时也是为了防止杂质的引入。作为上述技术方案的进一步改进，所述通气石英盒包括两部分，包括石英罩部分和通气石英罩部位，这两部分在衔接处留有通气缝，以便气体的顺利排出，该通气石英盒在本专利技术的制作工艺中，作为烧结盒使用。在上述第二步骤中，在无氧环境下4小时内将碲化镉靶材均匀加热至810°C，即在此过程中，全程均有惰性气体的通入，。 在上述第二步骤中，第一次保温时间最好为I小时。在上述第二步骤中，所有过程都是在无氧环境下进行，即在所有加热和保温过程中，从始至终一直有惰性气体通入。本专利技术提供了，包括冷压成形、烧结和冷却的步骤，形成了一套完整的压制和烧结工艺，其中，还提供了特制的成形模具和加热装置，从而在脱模时碲化镉靶材不会破裂或分层，通过该制作方法制得的碲化镉靶材无需经过预溅射即可进行工作，省去了预溅射的过程，节约了生产成本和时间，同时，该碲化镉靶材在溅射工艺中也不会出现局部放电的现象， 有效克服了现有工艺中碲化镉靶材局部穿孔的弊端，该制作方法对方形大尺寸碲化镉靶材的制作特别有益，同时满足了科研和工业化生产的需要。附图说明图I为本专利技术第一步中所用特制模具的剖视图。图2为本专利技术所用的石英管式加热炉的结构简图。具体实施例方式为了更加清楚地理解本专利技术的目的、技术方案及有益效果，下面结合附图对本专利技术做进一步的说明，但并不将本专利技术的保护范围限定在以下实施例中，不应理解为对本专利技术保护范围的限制，任何人在本专利技术提供的技术方案基础上做出的非实质性调整，均落入本专利技术的保护范围之内。实施例I :如图I和图2所示，，包括如下步骤 第一步，对碲化镉材料4进行冷压成形，制作成碲化镉靶材11 :采用特制模具对碲化镉材料4进行成形，制得镉化镉靶材11，该特制模具包括上压模具I、下压模具2和装料模具3，其中，装料模具3与下压模具2的衔接处设置2 7°倾角。第二步，对镉化镉靶材11进行烧结将镉化镉靶材11放入加热装置，通入惰性气体几分钟，估计空气全部排出时，均匀将靶材加热到80 150°C，保温50 70分钟；然后在无氧环境下4小时内逐渐升温至780 880°C，再保温3 5小时；上述加热装置为石英管式加热炉，其结构为从内腔至外层依次设置石英搁置板12、通气石英盒5、绝缘护套6、隔热层7和通气管8，其中，绝缘护套6的内部设置有加热丝9，通气管8穿过隔热层7和通气石英盒5并伸入通气石英盒5形成的加热空间内，以便通入惰性气体；所述通气石英盒5包括两部分，包括石英罩部分5-1和通气石英罩部分5-2，这两部分在衔接处留有通气缝10。第三步，常温冷却至室温。实施例2 :如图I和图2所示，，包括如下步骤 第一步，采用本案上述特制模具对碲化镉材料4进行冷压成形，制作成碲化镉靶材11 将100目左右的粉末状碲化镉材料4装入上述模具，需要注意的是，此时尽量使粉末状的碲化镉材料4平整和均匀，以便于碲化镉靶材11各处密度一致，当压制压力达到所需值后，保压I至3分钟，然后脱模，由于装料模具3和下压模具2在衔接处具有2至7°倾角，因此可保证在脱模时由于碲化镉靶材11上下压力出现不平衡时可抵消其中一部分压力，可实现顺利脱模，不会出现破裂或分层现象。第二步，对镉化镉靶材11进行烧结将第一步中制得的镉化镉靶材11放在石英搁置板12上，然后放入通气石英盒5中，通入氩气或氮气排出石英盒中的空气后，开始加热，在靶材加热到100°C后，保温I小时，然后再在无氧环境中4小时内逐渐升温至820°C，再保温4小时。第三步，停止加热，逐渐冷却至常温。权利要求1.，其特征在于该制作方法包括如下步骤 第一步，对碲化镉材料进行冷压成形，制作成碲化镉靶材； 第二步，对镉化镉靶材进行烧结将镉化镉靶材放入加热装置，通入惰性气体，将靶材加热到80 150°C，保温50 70分钟；然后在4小时内逐渐升温至780 880°C，再保温3 5小时； 第三步，冷却至常温。2.如权利要求I所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于在上述第一步中，采用特制模具对碲化镉材料进行成形，该特制模具包括上压模具、下压模具和装料模具，其中，装料模具与下压模具的衔接处设置2 7°倾角。3.如权利要求I所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于所述加热装置为石英管式加热炉，其结构为从内腔至外层依次设置石英搁置板、通气石英盒、绝缘护套、隔热层和通气管，其中，绝缘护套的内部设置有加热丝，通气管穿过隔热层和通气石英盒并伸入通气石英盒形成的加热空间内，以便通入惰性气体。4.如权利要求3所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于所述通气石英盒包括两部分，包括石英罩部分和通气石英罩部位，这两部分在衔接处留有通气缝。5.如权利要求I 4中任一项所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于在上述第二步骤中，在无氧环境下4小时内将碲化镉靶材均匀加热至810°C。6.如权利要求I 4中任一项所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于在上述第二步骤中，第一次保温时间为I小时。7.如权利要求I 4中任一项所述的碲化镉靶材制作方法，其特征在于在上述第二步骤中，所有过程都是在无氧环境下进行。全文摘要本专利技术公开了，包括对碲化镉材料进行冷压成形，制作成碲化镉靶材、对镉化镉靶材进行烧结和冷却的步骤，在烧结步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘映天，潘锦功，谢义成，傅干华，
申请(专利权)人：成都中光电阿波罗太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：