線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種薄膜真空蒸鍍裝置，具體涉及一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置。該線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置包括加熱層、材料腔室和線(xiàn)性槽，所述加熱層設(shè)置于材料腔室的外部，所述線(xiàn)性槽設(shè)置于材料腔室的頂部并平行于材料腔室長(zhǎng)度方向，所述線(xiàn)性槽是一體結(jié)構(gòu)并具有本體和兩個(gè)端部，所述材料腔室通過(guò)線(xiàn)性槽與腔室外部環(huán)境連通，所述端部的寬度比線(xiàn)性槽本體的寬度寬。本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增加基板邊緣處的材料沉積量，改善現(xiàn)有技術(shù)中“中間厚邊緣薄”的現(xiàn)象，降低線(xiàn)性槽蒸發(fā)出的材料氣體在線(xiàn)性槽槽口上的凝結(jié)對(duì)鍍膜均勻性的影響，有效提高基板中間部分和邊緣處膜厚均勻性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄膜真空蒸鍍裝置，具體涉及一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池是20世紀(jì)80年代后期開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型太陽(yáng)能電池，具有穩(wěn)定性好、抗輻照性能好、成本低、效率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率居于各種薄膜電池之首，據(jù)最新消息Manz公司量產(chǎn)的組件效率已達(dá)14.6%，極具應(yīng)用前景。CIGS薄膜太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵技術(shù)在于CIGS薄膜層的制備，當(dāng)前CIGS薄膜層的制備方法包括:真空蒸鍍法、電沉積法、磁控濺射法等；制備技術(shù)工藝的不同將影響CIGS薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌、光學(xué)和電學(xué)特性以及半導(dǎo)體材料的成本；而在上述幾種制備方法中，真空蒸鍍法所制備的CIGS薄膜太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率最高，表面成膜較好，工藝操作較為簡(jiǎn)單，是目前最常見(jiàn)的CIGS制備方法。
[0003]真空蒸鍍法是在真空條件下，把銅、銦、鎵、硒四種元素蒸發(fā)并沉積到基板表面，從而形成薄膜；該種方法按照蒸發(fā)熱源的不同，可以分為點(diǎn)源蒸發(fā)和線(xiàn)源蒸發(fā)。點(diǎn)源蒸發(fā)即為利用熱源使銅、銦、鎵、硒四種元素蒸發(fā)并分別沉積到基板之上，且其中的每種元素只有單一蒸發(fā)口 ；線(xiàn)源蒸發(fā)則是使用包含多個(gè)蒸發(fā)口的線(xiàn)性容器，同一時(shí)間材料從多個(gè)蒸發(fā)口出來(lái)并沉積到基板上，相較之下線(xiàn)源蒸發(fā)具有較高的材料利用率，并可減少源與基板之間的距離，縮小設(shè)備尺寸。但是，參見(jiàn)圖1，由于線(xiàn)源蒸發(fā)裝置具有多個(gè)蒸發(fā)口，在蒸鍍工藝中，基板中間部分a沉積的材料來(lái)自至少兩個(gè)蒸發(fā)口或源蒸發(fā)點(diǎn)，基板邊緣部分b沉積的材料明顯少于中間部分a沉積的材料，導(dǎo)致基板中間部分的膜厚比邊緣部分厚；此外，線(xiàn)性槽邊緣處蒸發(fā)出的材料氣體中有部分未能沉積至基板上，而這部分材料氣體遇冷后易在線(xiàn)性槽邊緣處的槽口凝結(jié)，導(dǎo)致邊緣處槽口變小，進(jìn)一步減少沉積在基板邊緣部分的材料量，嚴(yán)重影響基板邊緣處和中間部分膜厚的均勻性。
`[0004]因此，需要一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，克服線(xiàn)源蒸鍍時(shí)基板邊緣處膜層較薄的問(wèn)題，提高基板邊緣和中間部分膜層厚度的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，通過(guò)增大線(xiàn)性槽邊緣處的尺寸，達(dá)到增加沉積在基板邊緣處的材料厚度的目的，同時(shí)降低線(xiàn)性槽邊緣處蒸發(fā)出的材料氣體在邊緣處槽口上的凝結(jié)對(duì)鍍膜均勻性的影響，進(jìn)而提高基板邊緣和中間部分膜厚的均勻性。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，包括加熱層、材料腔室和線(xiàn)性槽，所述加熱層設(shè)置于材料腔室的外部，所述線(xiàn)性槽設(shè)置于材料腔室的頂部并平行于材料腔室長(zhǎng)度方向，所述線(xiàn)性槽是一體的通孔結(jié)構(gòu)并具有本體和兩個(gè)端部，所述材料腔室通過(guò)線(xiàn)性槽與腔室外部環(huán)境連通，所述端部具有比線(xiàn)性槽本體寬的寬度。所述寬度是指垂直于線(xiàn)性槽且平行于材料腔室頂部方向的尺寸；所述材料腔室長(zhǎng)度方向是指材料腔室尺寸較長(zhǎng)的方向。[0007]優(yōu)選地，所述端部比線(xiàn)性槽本體寬3-7毫米，更優(yōu)選地，所述端部比線(xiàn)性槽本體寬5毫米。
[0008]進(jìn)一步地，所述線(xiàn)性槽的寬度為18-22毫米，所述端部的寬度為21-29毫米；更進(jìn)一步地，所述線(xiàn)性槽的寬度為20毫米，所述端部的寬度為25毫米。
[0009]所述端部的長(zhǎng)度為80-120毫米；優(yōu)選地，所述端部的長(zhǎng)度為100毫米。所述端部的長(zhǎng)度是指同側(cè)從線(xiàn)性槽本體的邊緣到線(xiàn)性槽的邊緣的距離。
[0010]進(jìn)一步地，所述端部的寬度是從線(xiàn)性槽本體的寬度逐漸變大的；所述端部的最大寬度比線(xiàn)性槽本體寬3-7毫米，所述端部的最大寬度比線(xiàn)性槽本體優(yōu)選寬5毫米。
[0011]所述加熱層設(shè)置于材料腔室外部并包圍材料腔室，所述線(xiàn)性槽貫穿加熱層。所述線(xiàn)性槽的高度是材料腔室壁厚與加熱層厚度之和；所述線(xiàn)性槽的總體長(zhǎng)度小于或等于材料腔室的長(zhǎng)度。
[0012]所述材料腔室的形狀可以是圓柱體；材料腔室是圓柱體時(shí)，所述寬度是指線(xiàn)性槽或端部投射在材料腔室圓形截面的弦長(zhǎng)，所述材料腔室長(zhǎng)度方向是指圓柱體的中心軸向；所述端部對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)比線(xiàn)性槽本體對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)長(zhǎng)；對(duì)于所述端部的寬度是從線(xiàn)性槽本體的寬度逐漸變大的情況，端部對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)從線(xiàn)性槽本體對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)逐漸變大，端部的最大寬度是指端部投射在材料腔室圓形截面的最大弦長(zhǎng)。
[0013]所述加熱層包含若干個(gè)加熱裝置，所述加熱裝置可以是電加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置或紅外加熱裝置中的一種。
[0014]在進(jìn)行真空蒸 鍍工藝時(shí)，基板被置于線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置的頂部上方，所述材料腔室內(nèi)的材料被加熱層加熱后變成氣態(tài)材料，該氣態(tài)材料通過(guò)線(xiàn)性槽向材料腔室外擴(kuò)散，并沉積到基板上凝結(jié)形成膜層。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置通過(guò)加寬線(xiàn)性槽端部的寬度，使線(xiàn)性槽邊緣處的材料蒸發(fā)量相比線(xiàn)性槽本體的材料蒸發(fā)量增大，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中基板邊緣部分材料蒸發(fā)量少的缺陷；同時(shí)，在一定程度上降低了線(xiàn)性槽蒸發(fā)出的材料氣體在線(xiàn)性槽槽口上的凝結(jié)對(duì)鍍膜均勻性的影響，有效提高了基板中間部分和邊緣部分膜厚的均勻性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置在基板上沉積范圍示意圖；
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中A-A位置處截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于本實(shí)施例的內(nèi)容。
[0018]實(shí)施例1
參見(jiàn)圖2和圖3，一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，包括加熱層10、材料腔室20和線(xiàn)性槽30，所述加熱層10設(shè)置于材料腔室20的外部，所述線(xiàn)性槽30設(shè)置于材料腔室20的頂部并平行于材料腔室20長(zhǎng)度方向，所述線(xiàn)性槽30是一體的通孔結(jié)構(gòu)并具有本體和兩個(gè)端部31，所述材料腔室20通過(guò)線(xiàn)性槽30與腔室外部環(huán)境連通，所述端部31具有比線(xiàn)性槽本體寬的寬度。
[0019]本實(shí)施例中，所述材料腔室20是圓柱體，所述端部31的寬度是從線(xiàn)性槽30本體的寬度逐漸變大的；所述線(xiàn)性槽30本體的寬度是20毫米，所述端部31的最大寬度比線(xiàn)性槽30本體的寬度大5毫米，所述端部31的最大寬度是25毫米；所述端部的長(zhǎng)度是100毫米。
[0020]本實(shí)施例中，所述線(xiàn)性槽30的長(zhǎng)度小于材料腔室20的長(zhǎng)度；所述加熱層10包圍材料腔室20，所述線(xiàn)性槽30貫穿加熱層10，線(xiàn)性槽30的高度等于材料腔室20壁厚與加熱層10厚度之和；所述的加熱層10中設(shè)置電加熱裝置，所述電加熱裝置是電熱絲。
[0021]實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1中相同或相似的技術(shù)內(nèi)容在本實(shí)施例中不再敘述。
[0022]本實(shí)施例中，所述材料腔室20是圓柱體，所述線(xiàn)性槽30本體的寬度(對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng))是18毫米，所述端部31的寬度(對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng))比線(xiàn)性槽30本體的寬度大3毫米，所述端部31的寬度是21毫米；所述端部的長(zhǎng)度是80毫米。
[0023]本實(shí)施例中，所述線(xiàn)性槽30的長(zhǎng)度小于材料腔室20的長(zhǎng)度；所述加熱層10包圍材料腔室20，所述線(xiàn)性槽30貫穿加熱層10，線(xiàn)性槽30的高度等于材料腔室20壁厚與加熱層10厚度之和；所述的加熱層10中設(shè)置感應(yīng)加熱裝置。
[0024]實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1中相同或相似的技術(shù)內(nèi)容在本實(shí)施例中不再敘述。
[0025]本實(shí)施例中，所述材料腔室20是圓柱體，所述線(xiàn)性槽30本體的寬度(對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng))是22毫米，所述端部31的寬度(對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng))比線(xiàn)`性槽30本體的寬度大7毫米，所述端部31的寬度是29毫米；所述端部的長(zhǎng)度是120毫米。
[0026]本實(shí)施例中，所述線(xiàn)性槽30的長(zhǎng)度小于材料腔室20的長(zhǎng)度；所述加熱層10包圍材料腔室20，所述線(xiàn)性槽30貫穿加熱層10，線(xiàn)性槽30的高度等于材料腔室20壁厚與加熱層10厚度之和；所述的加熱層10中設(shè)置紅外加熱裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，包括加熱層、材料腔室和線(xiàn)性槽，所述加熱層設(shè)置于材料腔室的外部，所述線(xiàn)性槽設(shè)置于材料腔室的頂部并平行于材料腔室長(zhǎng)度方向，其特征在于，所述線(xiàn)性槽是一體結(jié)構(gòu)并具有本體和兩個(gè)端部，所述材料腔室通過(guò)線(xiàn)性槽與腔室外部環(huán)境連通，所述端部的寬度比線(xiàn)性槽本體的寬度寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述端部比線(xiàn)性槽本體寬3-7毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述線(xiàn)性槽的寬度為18-22毫米，所述端部的寬度為21-29毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述端部的長(zhǎng)度為80-120毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述端部的寬度是從線(xiàn)性槽本體的寬度逐漸變大的，所述端部的最大寬度比線(xiàn)性槽本體寬3-7毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述加熱層包圍材料腔室，所述線(xiàn)性槽貫穿加熱層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述材料腔室是圓柱體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的線(xiàn)性蒸發(fā)源裝置，其特征在于，所述加熱層包含若干個(gè)加熱裝置，所述加熱裝置是電加熱裝置、感應(yīng)加熱裝置或紅外加熱裝置中的一種。
【文檔編號(hào)】C23C14/24GK103834919SQ201210483720
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】于大洋, 徐劍平, 丁建 申請(qǐng)人:北京漢能創(chuàng)昱科技有限公司