一种通过卷对卷过程制备半导体膜的化学浴沉积设备制造技术

本发明专利技术提供了用于在连续柔性基板上在卷对卷过程中制备薄膜的化学浴沉积方法和系统。具体地，它们对于沉积硫化镉或硫化锌以制造薄膜太阳能电池是尤其有用的。本方法及其沉积系统将薄膜沉积于由卷对卷系统所传送的垂直行进的连续柔性工件上。通过连续地喷淋从新鲜混合类型到逐渐老化形式的反应溶液而沉积薄膜，直至获得预期厚度。基板和溶液均被加热到一反应温度。在沉积过程中，柔性基板的前表面完全被喷淋的溶液所覆盖，但基板背面保持干燥。在反应器内部的反应环境可与外部环境隔绝。该设备被设计以产生最少量的需经化学处理的废液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种通过卷对卷过程制备半导体膜的化学浴沉积设备有关申请的交叉引用本专利技术要求美国专利申请N0.13/154, 481的优先权，该专利申请于2011年6月7日提交且于2011年10月20日公布，公布号为N0.US2011/0256656A1，该专利申请通过引用方式结合于此。
本专利专利技术涉及一种可用于在卷对卷过程中在连续传送的柔性基板上沉积半导体薄膜的化学浴沉积(CBD)设备及其方法，它对于沉积硫化镉(CdS)或硫化锌(ZnS)半导体膜以制备薄膜太阳能电池是尤其有用的。
技术介绍
光伏技术是在全球变暖以及化石燃料正在耗尽的背景之下而发展起来的。传统能源的取代包括核能与可再生能源，其中核能在将来也会被耗尽。更有甚者，源于核能的潜在放射性污染可能对我们的环境带来严重的问题，特别是在最近的日本核电站事故之后。所以，我们的未来也许极大依赖于可再生能源。光伏器件，或称太阳能电池，在可再生能源中正发挥着主导作用，其巨大的未来需求显著推动着光伏技术的发展。目前的第二代光伏器件，即薄膜太阳能电池，已经出现在全球光伏市场上。它们现在包括三种主要类型:非晶硅、铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(Cd本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在柔性基板表面上通过卷对卷过程中的化学浴沉积（CBD）形成薄膜的方法，包括：处理一垂直行进的连续柔性工件，使其待沉积表面被多个喷嘴所润湿而其背面利用风刀在整个过程中维持干燥；在CBD反应之前，用预先加热的去离子水预清洗待沉积的工件表面；通过将新鲜混合且预热过的反应溶液喷淋到预清洗过的所述工件表面，然后将一系列的逐渐老化的反应溶液连续地喷淋到所述工件表面直到期望膜厚度，从而沉积薄膜；用清洗过的去离子水将溶液残余从反应过的所述工件表面冲走，用新鲜去离子水清洗已沉积的膜，最后用红外线（IR）光束或加热过的空气流将所述膜烘干；其中，所述柔性工件包括选自于不锈钢、铝合金、铜、钼、镍、锌、钛、高分子和...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.07 US 13/154,4811.一种在柔性基板表面上通过卷对卷过程中的化学浴沉积(CBD)形成薄膜的方法，包括: 处理一垂直行进的连续柔性工件，使其待沉积表面被多个喷嘴所润湿而其背面利用风刀在整个过程中维持干燥； 在CBD反应之前，用预先加热的去离子水预清洗待沉积的工件表面； 通过将新鲜混合且预热过的反应溶液喷淋到预清洗过的所述工件表面，然后将一系列的逐渐老化的反应溶液连续地喷淋到所述工件表面直到期望膜厚度，从而沉积薄膜； 用清洗过的去离子水将溶液残余从反应过的所述工件表面冲走，用新鲜去离子水清洗已沉积的膜，最后用红外线(IR)光束或加热过的空气流将所述膜烘干； 其中，所述柔性工件包括选自于不锈钢、铝合金、铜、钥、镍、锌、钛、高分子和塑料中的一种或多种材料； 其中，所述反应溶液和所述工件在整个过程中被加热到介于25°C至95°C之间的提高反应温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，被沉积的膜的材料包括但不限于:Ag2S，Ag2Se,AgO, Ag2O, Al2O3, As2S3, BaO, Bi2S3, Bi2Se3, CdS, CdO, CdSe, CdTe, CdZnS, CeO2, CoS, CoSe, CoO, CrO2, CuBiS2, CuGaSe2, Cu (In, Ga) Se2, CuInS2, CuInSe2, Cu2S, CuS, Cu2Se, CuSe, Cu2O, CuO, FeO (OH),Fe2O3, Fe3O4, Fe2S3, Fe3S4, GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, Ga2S3, GeO2, HfO2, HgS, HgSe, InGaAs, InAs, In203，InP，In2S3, In2Se3, L`a2O3, MgO, MnS, MnO2, MoS2, MoSe2, NbO2, NbS2, NiS, NiSe, NiO, PbHgS, PbS，PbSe, PbTe, PbO2, ReO3, RhO2, RuO2, Ru2O3, Sb2S3, Sb2Se3, SiGe, SiO2, SnS, SnS2, SnSe, SnO2, TiO2,TlS, TlSe, Tl2O3, VO2, TO3, Y2O3, ZnO, ZnS, ZnSe, ZrO2,或其组合。3.根据权利要求1所述的方法，其中，装载涂覆有太阳能电池吸收层的连续柔性工件，并且沉积包括CdS、In2S3或ZnS的缓冲层材料以制备CIGS和CdTe薄膜太阳能电池。4.一种设备，称为化学浴沉积(CBD)反应器，用于在卷对卷过程中通过化学浴沉积(CBD)在柔性基板表面上形成薄膜，所述设备包括: 放卷分段； 收卷分段； 至少的一个或多个安装于所述放卷分段与所述收卷分段之间的模块化分段，形成所述反应器的封闭舱室； 其中，所述模块化分段包括前壁、后壁、顶盖和底板，并且在两端的所述模块化分段包括位于一端的侧壁和位于另一端的侧壁； 其中，位于两端的所述模块化分段在每块侧壁上均具有垂直切开的狭缝，以允许所述柔性工件垂直地穿过； 其中，所述模块化分段包含一个或多个靠近并与前壁平行的辊，以便垂直地传送所述柔性工件； 其中，所述封闭的反应器舱室被两块板分隔成三个部份:在一端的预清洗部份、在另一端的清洗部份、以及在中间的作为主体部份的反应舱室； 其中，包含泵、溶液管和一个或多个喷嘴的多个喷淋组合体安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家雄，
申请(专利权)人：王家雄，
类型：
国别省市：