一种用于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平面衬底上制备薄膜的化学浴沉积方法和设备。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传送带所传送的垂直行进的平面衬底上。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直至获得预期厚度，而沉积薄膜。衬底和溶液均被加热到一反应温度。在沉积过程中，衬底的前表面完全被喷淋的溶液所覆盖，但衬底背面保持干燥。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】一种用于制备半导体膜的化学浴沉积设备相关申请的交叉引用本申请要求美国专利申请N0.13/172，826的优先权权益，该专利申请于2011年6月30日提交，该专利申请通过引用方式结合于此。
本专利技术涉及一种可用于在平面衬底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。传统能源的替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(CdTe)。在此薄膜太阳能电池的家族中，非晶硅电池具有低的转换效率，但对于一种三重结的设计，其转换率可高达13%。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在平面衬底表面上形成薄膜的化学浴沉积（CBD）方法，包括：处理垂直行进的平面衬底，使它们的待沉积的表面被多个喷嘴润湿而它们的背面在整个过程中通过风刀而维持干燥；在化学浴沉积反应开始前，用预热的去离子水来预清洗所述待沉积的衬底表面；通过将新鲜混合且预热的反应溶液喷淋到预清洗过的所述衬底表面上，然后将一系列的逐渐老化的反应溶液连续地喷淋到所述衬底表面上直到获得期望膜厚度，从而沉积薄膜；用清洗过的去离子水从反应过的衬底表面冲走所述溶液，用新鲜的去离子水清洗所沉积的膜，最后用红外线（IR）光束或加热的空气流将所述膜烘干，其中，所述平面衬底包括选自于玻璃、晶硅、陶瓷、塑料、高分子材料和金属中的一...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 US 13/172,8261.一种用于在平面衬底表面上形成薄膜的化学浴沉积(CBD)方法，包括: 处理垂直行进的平面衬底，使它们的待沉积的表面被多个喷嘴润湿而它们的背面在整个过程中通过风刀而维持干燥； 在化学浴沉积反应开始前，用预热的去离子水来预清洗所述待沉积的衬底表面；通过将新鲜混合且预热的反应溶液喷淋到预清洗过的所述衬底表面上，然后将一系列的逐渐老化的反应溶液连续地喷淋到所述衬底表面上直到获得期望膜厚度，从而沉积薄膜； 用清洗过的去离子水从反应过的衬底表面冲走所述溶液，用新鲜的去离子水清洗所沉积的膜，最后用红外线(IR)光束或加热的空气流将所述膜烘干， 其中，所述平面衬底包括选自于玻璃、晶硅、陶瓷、塑料、高分子材料和金属中的一种或多种材料； 其中，所述反应溶液和所述衬底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，所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, La2O3, 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所述平面衬底，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。4.一种系统或设备，称为化学浴沉积(CBD)反应器，用于通过化学浴沉积(CBD)过程在平面衬底表面上形成薄膜，所述设备包括: 衬底装载区段； 衬底卸载区段； 至少的一个或多个安装于所述卸载区段与所述装载区段之间的模块化区段，形成所述反应器的封闭舱室， 其中，所述模块化区段包括前壁、后壁、顶盖和底板，并且在两端的所述模块化区段包括位于一端的侧壁和位于另一端的另一个侧壁； 其中，位于两端的所述模块化区段在每块侧壁上均具有垂直切开的狭缝，以允许所述平面衬底垂直地穿过； 其中，所述模块化区段包含一个或多个靠近并与后壁平行的辊，以便垂直地传送所述平面衬底； 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所述反应舱室内，以喷淋逐渐...

【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：