本實(shí)用新型涉及CIGS薄膜制作領(lǐng)域，尤其涉及一種多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的太陽能電池分為晶硅電池和薄膜電池，其中晶硅電池分為單晶硅和多晶硅電池，單晶硅光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率為15-18％，多晶硅光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率為14-17％。薄膜電池分為非晶硅薄膜電池、CdTe電池(碲化鎘薄膜太陽能電池)和CIGS電池(銅銦鎵硒薄膜太陽能電池)。在上述三種薄膜太陽能電池中，CIGS電池在薄膜電池中轉(zhuǎn)化效率最高，增加少量的鎵可增加它的光吸收能帶，使之更貼近太陽光譜，改善電池的電壓和效率。

綜合來講，由于CIGS薄膜電池特有的結(jié)構(gòu)，相較于晶硅電池，在光伏使用技術(shù)領(lǐng)域，有以下特點(diǎn)：1)無硅原材料消耗，降低了材料成本。目前，主流的光伏組件產(chǎn)品仍以硅為主要原材料，僅僅按照硅原材料的消耗計(jì)算，生產(chǎn)1兆瓦晶體硅太陽能電池，需要10-12噸高純硅，但是如果采用銅銦鎵硒薄膜電池就無需消耗硅，且薄膜太陽能電池僅6年的投資回收期，更加體現(xiàn)了其在制造過程中對能源的節(jié)約。2)更強(qiáng)的弱光相應(yīng)。由于銅銦鎵硒薄膜材料原子排列的無序性，其電子躍遷不再遵守傳統(tǒng)的“選擇定則”的限制，因此，它的光吸收性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單晶硅材料。3)更優(yōu)異的高溫性能。在戶外較高溫的環(huán)境下，銅銦鎵硒薄膜電池性能較之單晶硅或者多晶硅更不易受到溫度影響。4)最適合BIPV的應(yīng)用。采用雙層玻璃封裝的剛性薄膜太陽能電池組件，可以根據(jù)需要，制作成不同的透光率，部分代替玻璃幕墻，而不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)刃枰煨偷牟糠?。將薄膜太陽能電池?yīng)用于城市大量的既有和待開發(fā)的建筑外立面和屋頂，避免了現(xiàn)有玻璃幕墻的光污染問題，在代替建材的同時(shí)發(fā)電又節(jié)能，將成為未來城市利用光伏發(fā)電的主要方向。

CIGS薄膜電池相較于其他薄膜電池，具有性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。硅基薄膜電池的不穩(wěn)定性集中體現(xiàn)在其能量轉(zhuǎn)換效率隨輻照時(shí)間的延長而變化，直到數(shù)百或數(shù)千小時(shí)后才穩(wěn)定。光照會(huì)提高銅銦鎵硒薄膜太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，因此此類太陽能電池的工作壽命長。無衰退是銅銦鎵硒薄膜太陽電池最為關(guān)注的性能指標(biāo)，單結(jié)非晶硅薄膜電池的衰退達(dá)到25％，非晶微晶疊層薄膜電池的衰退為10％左右。CIGS薄膜電池沒有光致衰退效應(yīng)，只可能出現(xiàn)由于不良封裝技術(shù)導(dǎo)致的不到10％的衰退影響，這一特點(diǎn)和晶硅電池相同。

CIGS薄膜電池制備方法有：多源共蒸發(fā)法、硒化法及磁控濺射法。具體的說，在國內(nèi)外制備CIGS電池的多層膜結(jié)構(gòu)這種，通常包括基片/背電極/吸收法/緩沖層/窗口層/減反射層/上電極。其中背電極多沉積鉬層作為背電極，吸收層多采用多源共蒸發(fā)法、硒化法或者磁控濺射法。

在采用多源共蒸發(fā)法時(shí)，工藝區(qū)內(nèi)放置有蒸鍍所需的各種材料，但是，蒸鍍材料一旦設(shè)置好，就不能改變各材料之間的順序。在對PI襯底進(jìn)行蒸鍍時(shí)，有時(shí)需要改變銅、銦、鎵、硒等的蒸鍍順序來滿足工藝要求，并且有時(shí)不需要用某種元素進(jìn)行蒸鍍，此時(shí)，該多源共蒸發(fā)系統(tǒng)便不適用。可任意選取蒸鍍材料種類和順序的共蒸發(fā)系統(tǒng)將具有廣泛的適應(yīng)性?，F(xiàn)有設(shè)備對PI襯板進(jìn)行蒸鍍時(shí)，PI襯板與蒸鍍材料之間的距離不能調(diào)整，因此，達(dá)不到最佳的蒸鍍效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在蒸鍍過程中蒸鍍材料的種類和順序可以改變、PI襯板與蒸鍍材料之間的距離可以調(diào)整的多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有共蒸發(fā)系統(tǒng)只適用于單一產(chǎn)品、蒸鍍效果差的問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)，包括順次連接的第一真空系統(tǒng)、放卷室、工藝區(qū)、收卷室、第二真空系統(tǒng)；所述工藝區(qū)設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)，蒸鍍區(qū)開有空門，蒸鍍區(qū)內(nèi)放置有頂部開口的蒸鍍箱，所述蒸鍍箱內(nèi)放置有蒸鍍材料；所述工藝區(qū)頂部安裝有氣缸，氣缸的活塞桿上連接有滾輪，放卷室和收卷室之間連接有PI襯底，滾輪將PI襯底壓緊。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述蒸鍍區(qū)底部安裝有滑軌，蒸鍍箱放置于滑軌上。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述蒸鍍箱與空門的邊框之間通過鎖扣扣合。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，一個(gè)蒸鍍箱內(nèi)放置的蒸鍍材料為銅、銦、鎵、硒的一種。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述工藝區(qū)內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)配置有分子束外延蒸發(fā)源。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述工藝區(qū)內(nèi)還設(shè)置有烘烤系統(tǒng)，烘烤系統(tǒng)包括電阻加熱器，電阻加熱器上帶有均熱板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型的工藝區(qū)設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)，蒸鍍箱可從蒸鍍區(qū)的空門推入工藝區(qū)內(nèi)，再對工藝區(qū)內(nèi)的PI襯板進(jìn)行蒸鍍。這種方式提高了蒸鍍材料放置的靈活性，可直接將裝有不同元素蒸鍍材料的蒸鍍箱推入不同位置的蒸鍍區(qū)，從而改變蒸鍍材料的順序和種類。該共蒸發(fā)系統(tǒng)大大提高了設(shè)備的適用范圍，當(dāng)需要不同的蒸鍍方式時(shí)，不需要更換其他設(shè)備。用于壓緊PI襯板的滾輪連接有氣缸，從而可通過氣缸的伸縮改變滾輪的高度，相應(yīng)改變PI襯板的高度。PI襯板高度的改變使得PI襯板與蒸鍍材料之間的距離改變，從而通過調(diào)整PI襯板到最佳距離，可以保證PI襯板達(dá)到更好的蒸鍍效果。

2、蒸鍍區(qū)底部安裝有滑軌，蒸鍍箱放置于滑軌上。這樣，方便蒸鍍箱的取放。

3、蒸鍍箱與空門的邊框之間通過鎖扣扣合，從而保證蒸鍍箱在裝入蒸鍍區(qū)后與工藝區(qū)之間的密封性。

4、一個(gè)蒸鍍箱內(nèi)放置的蒸鍍材料為銅、銦、鎵、硒的一種，不同蒸鍍箱內(nèi)放置不同元素的蒸鍍材料，滿足使用需要。

5、工藝區(qū)內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)配置有分子束外延蒸發(fā)源，保證長時(shí)間工作中具有穩(wěn)定的蒸發(fā)速率。

6、工藝區(qū)內(nèi)還設(shè)置有烘烤系統(tǒng)，烘烤系統(tǒng)包括電阻加熱器，電阻加熱器上帶有均熱板，均熱板可保證烘烤溫度均勻性在±5℃內(nèi)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-第一真空系統(tǒng)，2-放卷室，3-工藝區(qū)，4-收卷室，5-第二真空系統(tǒng)，31-蒸鍍區(qū)，6-蒸鍍箱，32-氣缸，7-PI襯底，8-蒸發(fā)系統(tǒng)，9-烘烤系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例一

一種多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)，包括順次連接的第一真空系統(tǒng)1、放卷室2、工藝區(qū)3、收卷室4、第二真空系統(tǒng)5；所述工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍區(qū)31開有空門，蒸鍍區(qū)31內(nèi)放置有頂部開口的蒸鍍箱6，所述蒸鍍箱6內(nèi)放置有蒸鍍材料；所述工藝區(qū)3頂部安裝有氣缸32，氣缸32的活塞桿上連接有滾輪，放卷室2和收卷室4之間連接有PI襯底7，滾輪將PI襯底7壓緊。

本實(shí)用新型的工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍箱6可從蒸鍍區(qū)31的空門推入工藝區(qū)3內(nèi)，再對工藝區(qū)3內(nèi)的PI襯板7進(jìn)行蒸鍍。這種方式提高了蒸鍍材料放置的靈活性，可直接將裝有不同元素蒸鍍材料的蒸鍍箱6推入不同位置的蒸鍍區(qū)31，從而改變蒸鍍材料的順序和種類。該共蒸發(fā)系統(tǒng)大大提高了設(shè)備的適用范圍，當(dāng)需要不同的蒸鍍方式時(shí)，不需要更換其他設(shè)備。用于壓緊PI襯板7的滾輪連接有氣缸32，從而可通過氣缸32的伸縮改變滾輪的高度，相應(yīng)改變PI襯板7的高度。PI襯板7高度的改變使得PI襯板7與蒸鍍材料之間的距離改變，從而通過調(diào)整PI襯板7到最佳距離，可以保證PI襯板7達(dá)到更好的蒸鍍效果。

實(shí)施例二

一種多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)，包括順次連接的第一真空系統(tǒng)1、放卷室2、工藝區(qū)3、收卷室4、第二真空系統(tǒng)5；所述工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍區(qū)31開有空門，蒸鍍區(qū)31內(nèi)放置有頂部開口的蒸鍍箱6，所述蒸鍍箱6內(nèi)放置有蒸鍍材料；所述工藝區(qū)3頂部安裝有氣缸32，氣缸32的活塞桿上連接有滾輪，放卷室2和收卷室4之間連接有PI襯底7，滾輪將PI襯底7壓緊。

本實(shí)用新型的工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍箱6可從蒸鍍區(qū)31的空門推入工藝區(qū)3內(nèi)，再對工藝區(qū)3內(nèi)的PI襯板7進(jìn)行蒸鍍。這種方式提高了蒸鍍材料放置的靈活性，可直接將裝有不同元素蒸鍍材料的蒸鍍箱6推入不同位置的蒸鍍區(qū)31，從而改變蒸鍍材料的順序和種類。該共蒸發(fā)系統(tǒng)大大提高了設(shè)備的適用范圍，當(dāng)需要不同的蒸鍍方式時(shí)，不需要更換其他設(shè)備。用于壓緊PI襯板7的滾輪連接有氣缸32，從而可通過氣缸32的伸縮改變滾輪的高度，相應(yīng)改變PI襯板7的高度。PI襯板7高度的改變使得PI襯板7與蒸鍍材料之間的距離改變，從而通過調(diào)整PI襯板7到最佳距離，可以保證PI襯板7達(dá)到更好的蒸鍍效果。

蒸鍍區(qū)31底部安裝有滑軌，蒸鍍箱6放置于滑軌上，這樣，方便蒸鍍箱6的取放。所述蒸鍍箱6與空門的邊框之間通過鎖扣扣合，從而保證蒸鍍箱6在裝入蒸鍍區(qū)31后與工藝區(qū)3之間的密封性。一個(gè)蒸鍍箱6內(nèi)放置的蒸鍍材料為銅、銦、鎵、硒的一種，不同蒸鍍箱6內(nèi)放置不同元素的蒸鍍材料，滿足使用需要。

實(shí)施例三

一種多區(qū)域多源共蒸發(fā)系統(tǒng)，包括順次連接的第一真空系統(tǒng)1、放卷室2、工藝區(qū)3、收卷室4、第二真空系統(tǒng)5；所述工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍區(qū)31開有空門，蒸鍍區(qū)31內(nèi)放置有頂部開口的蒸鍍箱6，所述蒸鍍箱6內(nèi)放置有蒸鍍材料；所述工藝區(qū)3頂部安裝有氣缸32，氣缸32的活塞桿上連接有滾輪，放卷室2和收卷室4之間連接有PI襯底7，滾輪將PI襯底7壓緊。

本實(shí)用新型的工藝區(qū)3設(shè)置有若干蒸鍍區(qū)31，蒸鍍箱6可從蒸鍍區(qū)31的空門推入工藝區(qū)3內(nèi)，再對工藝區(qū)3內(nèi)的PI襯板7進(jìn)行蒸鍍。這種方式提高了蒸鍍材料放置的靈活性，可直接將裝有不同元素蒸鍍材料的蒸鍍箱6推入不同位置的蒸鍍區(qū)31，從而改變蒸鍍材料的順序和種類。該共蒸發(fā)系統(tǒng)大大提高了設(shè)備的適用范圍，當(dāng)需要不同的蒸鍍方式時(shí)，不需要更換其他設(shè)備。用于壓緊PI襯板7的滾輪連接有氣缸32，從而可通過氣缸32的伸縮改變滾輪的高度，相應(yīng)改變PI襯板7的高度。PI襯板7高度的改變使得PI襯板7與蒸鍍材料之間的距離改變，從而通過調(diào)整PI襯板7到最佳距離，可以保證PI襯板7達(dá)到更好的蒸鍍效果。

蒸鍍區(qū)31底部安裝有滑軌，蒸鍍箱6放置于滑軌上，這樣，方便蒸鍍箱6的取放。所述蒸鍍箱6與空門的邊框之間通過鎖扣扣合，從而保證蒸鍍箱6在裝入蒸鍍區(qū)31后與工藝區(qū)3之間的密封性。一個(gè)蒸鍍箱6內(nèi)放置的蒸鍍材料為銅、銦、鎵、硒的一種，不同蒸鍍箱6內(nèi)放置不同元素的蒸鍍材料，滿足使用需要。

工藝區(qū)3內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)系統(tǒng)8，蒸發(fā)系統(tǒng)8配置有分子束外延蒸發(fā)源，保證長時(shí)間工作中具有穩(wěn)定的蒸發(fā)速率。工藝區(qū)3內(nèi)還設(shè)置有烘烤系統(tǒng)9，烘烤系統(tǒng)9包括電阻加熱器，電阻加熱器上帶有均熱板，均熱板可保證烘烤溫度均勻性在±5℃內(nèi)。

布置本實(shí)用新型時(shí)的工藝參數(shù)：

1、工藝區(qū)3、放卷室2、收卷室4的腔體尺寸：內(nèi)腔尺寸為φ5800mm(長)×800mm(高)×700mm(寬)，采用1Cr18Ni9不銹鋼材料。

2、真空系統(tǒng)：

極限真空：9×10-5Pa(在真空系統(tǒng)高真空閥門上方測量)；

恢復(fù)真空時(shí)間：大氣至2×10-3Pa≤30min(在真空系統(tǒng)高真空閥門上方測量)。

3、蒸發(fā)系統(tǒng)8：配置分子束外延(MBE)蒸發(fā)源，通過程序控制保證長時(shí)間工作中穩(wěn)定的蒸發(fā)速率。

4、烘烤系統(tǒng)9：電阻加熱器帶均熱板，從薄膜底部向下烘烤，烘烤溫度均勻性±5℃(450℃時(shí)膜材寬度方向，有效蒸鍍范圍內(nèi)均熱板上測量)。

5、膜厚測量及真空測量系統(tǒng)：采用X光光譜測試儀對膜層組分和厚度參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)控制，采用補(bǔ)償微量誤差來提高膜厚控制精度。

6、電控系統(tǒng)：利用系統(tǒng)集成，采用先進(jìn)控制部件如PLC、高性能IPC、智能I/O模塊、智能人機(jī)界面等，提高系統(tǒng)控制精度和運(yùn)行可靠性。