本發(fā)明涉及的是一種工業(yè)化化學水浴法沉積薄膜的反應藥液加熱裝置,尤其涉及化學水域沉積時溫度加熱的方法,屬于化學水域沉積技術領域。
背景技術:
化學水浴沉積(cbd)應用頗為廣泛,尤其是在制備半導體薄膜,但現有用于化學水浴沉積制備半導體薄膜的設備、采用的加熱方法比較單一,其中加熱速度慢是最大的問題。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的不足,而提供一種結構簡單,使用方便、可靠,加熱快,能提升能量轉換效率,使小功率把被加熱物加熱到很高溫度成為可能的工業(yè)化化學水浴法沉積薄膜的反應藥液加熱裝置。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來完成的,一種工業(yè)化化學水浴法沉積薄膜的反應藥液加熱裝置,它包括一配套用于反應設備的加熱系統(tǒng);所述的反應設備主要由反應槽和置于反應槽上部的反應槽上蓋組成,所述的反應槽上蓋通過內設于反應槽上部的反應槽托板安置在反應槽上部;
所述加熱系統(tǒng)包含若干數量的加熱板、吹掃氣體裝置、阻擋條,其中加熱板固定在反應槽上蓋的下表面并被置于反應槽內,以便均勻加熱襯底和反應液;所述的吹掃氣體裝置設置在加熱板周邊,以便加熱均勻;所述的阻擋條有多條并設置在反應槽內,該阻擋條可加快局部水流速度,同時可以對藥液進行分層。
作為優(yōu)選:所述的反應設備還配置有一由反應液混藥箱、反應液抽水泵和循環(huán)管道構成的藥液循環(huán)系統(tǒng);所述的反應液混藥箱經反應液抽水泵、通過循環(huán)管道連通于反應槽中;
所述的加熱板由發(fā)熱裝置和安裝外殼固定連接而成;所述加熱板周邊布置的吹掃氣體裝置由若干均勻布置的、分別連通外接壓力氣源的噴口構成。
作為優(yōu)選:所述的反應槽入口高度高于出口高度,所述反應槽深度為0.5-5cm;所述反應槽內安裝的阻擋條布置成與反應藥液垂直流向之間的夾角為45度至90度;所述加熱板的發(fā)熱裝置包括紅外線加熱板、鎧裝加熱板、燈管加熱板中的任一一種。
作為優(yōu)選:所述的阻擋條材質為金屬、石墨、合金的一種;所述反應槽的寬度比襯底寬度窄,且所述襯底搭在反應槽兩側、由襯底正面與反應液接觸進行單層鍍膜;所述加熱板與襯底上表面距離為10-500mm。
本發(fā)明與現有技術相比,具有以下優(yōu)點和效果:本發(fā)明為非接觸式加熱,可有效避免藥液污染;另一方面,通過吹掃氣體裝置,可以使熱量分布更均勻以滿足反應藥液均勻加熱,保證鍍膜速率的一致性;具有結構簡單,使用方便、可靠,加熱快,能提升能量轉換效率,使小功率把被加熱物加熱到很高溫度成為可能等特點。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明所述加熱系統(tǒng)安裝在反應槽上蓋的平面結構示意圖。
圖3是本發(fā)明所述反應槽內阻擋條的布置結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明作詳細的介紹:圖1-3所示,本發(fā)明所述的一種工業(yè)化化學水浴法沉積薄膜的反應藥液加熱裝置,它包括一配套用于反應設備1的加熱系統(tǒng)2;所述的反應設備1主要由反應槽102和置于反應槽102上部的反應槽上蓋101組成,所述的反應槽上蓋通過內設于反應槽上部的反應槽托板103安置在反應槽102上部;
所述加熱系統(tǒng)包含若干數量的加熱板202、吹掃氣體裝置203、阻擋條204,其中加熱板202固定在反應槽上蓋的下表面并被置于反應槽內,所述的吹掃氣體裝置設置在加熱板202周邊;所述的阻擋條204有多條并設置在反應槽內。
圖中所示,所述的反應設備1還配置有一由反應液混藥箱301、反應液抽水泵302和循環(huán)管道303構成的藥液循環(huán)系統(tǒng)3;所述的反應液混藥箱301經反應液抽水泵302、通過循環(huán)管道303連通于反應槽102中;
所述的加熱板202由發(fā)熱裝置和安裝外殼固定連接而成;所述加熱板202周邊布置的吹掃氣體裝置203由若干均勻布置的、分別連通外接壓力氣源的噴口構成。
本發(fā)明所述的反應槽102入口高度高于出口高度,所述反應槽102深度為0.5-5cm;所述反應槽102內安裝的阻擋條204布置成與反應藥液垂直流向之間的夾角為45度至90度;所述加熱板202的發(fā)熱裝置包括紅外線加熱板、鎧裝加熱板、燈管加熱板中的任一一種。
本發(fā)明所述的阻擋條201材質為金屬、石墨、合金的一種;所述反應槽102的寬度比襯底寬度窄,且所述襯底搭在反應槽兩側、由襯底正面與反應液接觸進行單層鍍膜;所述加熱板202與襯底上表面距離為10-500mm。
下面通過實施例對銅銦鎵硒薄膜太陽能電池制備緩沖層硫化鋅(zns)時,對藥業(yè)進行比例能量加熱裝升溫裝置作進一步闡明。
實施例1:
1)將硫酸鋅、氨水、硫代乙酰胺、次氮基三乙酸鈉、超純水按一定比例混合制成反應液,然后加入混藥箱中,進行混藥。
2)將渡有厚度1um鉬(mo)的聚酰亞胺襯底安裝固定在傳動上。(硫化鋅(zns)為無色透明狀,渡鉬(mo)是為了更好觀察鋅(zns)的成色。)
3)將藥液流量調整為15l/min,并測量藥液高度為8mm。
4)將測溫儀探頭粘在聚酰亞胺膜上加熱開啟:開啟加熱板,加熱板溫度控制為350℃,等待穩(wěn)定后開啟傳動:等待加熱板溫度穩(wěn)定后開啟傳動,速度為0.1~1.5m/min。
實驗結果:當測溫儀探頭傳出后取得聚酰亞胺膜表面溫度曲線平均溫度為65℃,如未使用擋藥條裝置,反應生成硫化鋅(zns)為50℃~85℃,在85℃時最佳。
綜合上述實驗得知溫度并未達到最佳反應溫度,原料浪得率近30%。
實施例2:
1)將硫酸鋅、氨水、硫代乙酰胺、次氮基三乙酸鈉、超純水按一定比例混合制成反應液,然后加入混藥箱中,進行混藥。
2)將渡有厚度1um鉬(mo)的聚酰亞胺襯底安裝固定在傳動上。(硫化鋅(zns)為無色透明狀,渡鉬(mo)是為了更好觀察鋅(zns)的成色。)
3)調整藥液流量,當藥業(yè)高度為8mm時,藥液流量可調整至3l/min
4)將測溫儀探頭粘在聚酰亞胺膜上
5)準備7mm*7mm*350mm的316不銹鋼條,并按照圖1安裝在藥液槽中(與實例1同樣,此次實驗藥液槽選用400mm寬的槽面。)
加熱開啟:開啟加熱板,加熱板溫度控制為350℃,等待穩(wěn)定后開啟傳動:等待加熱板溫度穩(wěn)定后開啟傳動,速度為0.1~1.5m/min。
實驗結果:當測溫儀探頭傳出后取得聚酰亞胺膜表面溫度曲線平均溫度為85℃;
如上述實驗,使用擋藥條后,藥液的使用量減小了5倍,溫度平均增高20℃,溫度升高的原因來自兩個方面,一、藥液量減小了,當同樣的能量去加熱不同體積的藥液時,體積較小的自然易被加熱,同等時間下溫度升高的會更高。二、擋藥條為316不銹鋼金屬,在當加熱板加熱藥液時,同時也在對擋藥條進行加熱,擋藥條間接維持藥液溫度。
此本發(fā)明不僅使藥液的溫度提高了,更附有意義的是減少了原料的浪費,,排出的廢水也不易污染環(huán)境。
以上所述實例僅表達了本發(fā)明的實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍,因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附屬權利要求為準。