專利名稱：一體化cigs薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一體化銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池片生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為太陽能電池的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第三代。第一代為單晶硅太陽能電池，第二代為多晶硅、非晶硅等太陽能電池，第三代太陽能電池就是銅銦鎵硒薄膜太陽能電池及薄膜Si系太陽能電池，銅銦鎵硒即CIGS (CIS中摻入Ga)化合物薄膜太陽能電池。它是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)，成本最小，發(fā)電性能最好的一種太陽能電池片。CIGS太陽能電池的制備過程中薄膜的沉積一般需要采用磁控濺射法，磁控濺射法是在高真空條件下充入適量的氬氣，在陰極(柱狀靶或平面靶)和陽極(鍍膜室壁)之間施加 幾百千伏的直流電壓，在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電，使氬氣發(fā)生電離。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面，將靶材表面原子濺射出來沉積在基底表面上形成薄膜。通過更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時(shí)間，便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點(diǎn)。目前市場上用磁控濺射法生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池片的方法主要是將各生產(chǎn)流程分開實(shí)施，各流程采用獨(dú)立的生產(chǎn)設(shè)備，也就是說基片材料在一臺生產(chǎn)設(shè)備上完成一道生產(chǎn)工序后，再使用人為的方法將其轉(zhuǎn)運(yùn)到下一個生產(chǎn)流程，其他流程依此類推。圖I所示為現(xiàn)有技術(shù)中CIGS薄膜太陽能電池的部分生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，1-6六個依次連接的鍍膜室中，在各個鍍膜室之間需要有多個法蘭F進(jìn)行連接?，F(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)換室只設(shè)計(jì)兩個轉(zhuǎn)換室，如圖2所示，給I號轉(zhuǎn)換室和2號轉(zhuǎn)換室分別配備羅茨泵和分子泵。在生產(chǎn)銅銦鎵硒(TIGS)太陽能電池片時(shí)，需同時(shí)開啟羅茨泵和分子泵，將I號轉(zhuǎn)換室的真空度抽至5帕以內(nèi)，將2號轉(zhuǎn)換室的真空度抽至O. I帕以內(nèi)。當(dāng)基片材料進(jìn)入I號轉(zhuǎn)換室，開啟I號門，關(guān)閉2號門；當(dāng)基片材料要進(jìn)入2號室時(shí)，開2號門，關(guān)閉I號門；最后再將基片材料半成品送至等待室。現(xiàn)有的設(shè)備在生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池過程中，鍍膜室和硒化室是各自獨(dú)立操作的設(shè)備，也就是說在半成品經(jīng)過二次鍍膜鍍上CIG膜層后，先將這些半成品下至下片區(qū)暫時(shí)存放，當(dāng)下片區(qū)的半成品達(dá)到一定數(shù)量后，再采用人工轉(zhuǎn)運(yùn)的方式將這些半成品運(yùn)至硒化工作區(qū)，最后再由人工將半成品送入硒化室進(jìn)行硒化?，F(xiàn)有技術(shù)的CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程中，一旦生產(chǎn)設(shè)備中的某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，將影響所有環(huán)節(jié)的生產(chǎn)，導(dǎo)致整個生產(chǎn)流程中斷，從而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行；并且，設(shè)備中使用法蘭較多，設(shè)備制造成本高，且工序繁瑣，安裝時(shí)間長，人工參與成本大，機(jī)器間對接平整度低，漏氣源也比較多，對產(chǎn)品性能影響較大；現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備中要把轉(zhuǎn)換室真空度抽至5帕以內(nèi)，少則要用數(shù)個小時(shí)，多則要用一天時(shí)間，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，能源消耗大，生產(chǎn)成本較高。生產(chǎn)過程中，因鍍膜和硒化流程被獨(dú)立割斷，由人工轉(zhuǎn)運(yùn)，中間環(huán)節(jié)占用了大量流轉(zhuǎn)時(shí)間，這樣不但延長了生產(chǎn)周期，使生產(chǎn)具有嚴(yán)重的滯后性，同時(shí)還增加了生產(chǎn)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種可連續(xù)生產(chǎn)，尤其是在生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下能確保生產(chǎn)正常運(yùn)行的生產(chǎn)銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供了一種一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其包括依次設(shè)置并一體連接形成整體生產(chǎn)設(shè)備的一次清洗裝置、第一組鍍膜室、一次刻線裝置、二次清洗裝置、第二組鍍膜室、硒化裝置、二次刻線裝置、三次清洗裝置、第三組鍍膜室。優(yōu)選地，在所述第一組鍍膜室中形成鑰金屬層，在第二組鍍膜室中依次形成銅銦鎵層，在所述硒化裝置中對形成的銅銦鎵層進(jìn)行硒化，在所述第三組鍍膜室中形成氧化鋅層。 優(yōu)選地，所述硒化裝置位于所述第二組鍍膜室中與之一體連接。優(yōu)選地，所述第一組鍍膜室、第二組鍍膜室和第三組鍍膜室均分別包括依次連接的1-6號六個鍍膜室。優(yōu)選地，所述第一組鍍膜室、第二組鍍膜室和第三組鍍膜室均具有兩個法蘭，其分別位于2號鍍膜室與3號鍍膜室之間和4號鍍膜室與5號鍍膜室之間。優(yōu)選地，還包括依次連接的第一轉(zhuǎn)換室、第二轉(zhuǎn)換室、第三轉(zhuǎn)換室和等待室。優(yōu)選地，還包括與第一轉(zhuǎn)換室連接的旋片泵，與第二轉(zhuǎn)換室連接的羅茨泵，與第三轉(zhuǎn)換室連接的分子泵。采用本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，提高生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池的性能的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

圖I所示是現(xiàn)有技術(shù)中CIGS薄膜太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備中的1-6號鍍膜室的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的轉(zhuǎn)換室和等待室的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的第二組鍍膜室和硒化裝置一體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的1-6號鍍膜室的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的轉(zhuǎn)換室與等待室的結(jié)構(gòu)不意圖；圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0022]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明，使本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。本實(shí)用新型中所說一體化主要指一種將傳統(tǒng)的割斷獨(dú)立的各個生產(chǎn)流程經(jīng)過各種技術(shù)手段的處理從而實(shí)現(xiàn)把生產(chǎn)中的各流程組合成連續(xù)的無割斷的生產(chǎn)流程，使生產(chǎn)工序更為流暢的方法。下面結(jié)合圖3至圖6對本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其包括依次設(shè)置并一體連接形成整體生產(chǎn)設(shè)備的一次清洗裝置10、第一組鍍膜室20、一次刻線裝置30、二次清洗裝置40、第二組鍍膜室50、硒化裝置60、二次刻線裝置70、三次清洗裝置80、第三組鍍膜室90。 本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中，在第一組鍍膜室20中形成鑰(Mo)金屬層，在第二組鍍膜室50中依次形成銅銦鎵(CIG)層，在硒化裝置60中對形成的銅銦鎵層進(jìn)行硒化，在第三組鍍膜室90中形成氧化鋅(ZnO)層。圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的第二組鍍膜室和硒化裝置一體的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，優(yōu)選地，硒化裝置60位于第二組鍍膜室50中與之一體連接。在基片材料經(jīng)過第二組鍍膜室之后，立即進(jìn)入下一流程，進(jìn)入硒化裝置進(jìn)行硒化的流程。本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，第一組鍍膜室20、第二組鍍膜室50和第三組鍍膜室90均分別包括依次連接的1-6號六個鍍膜室。圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的1-6號鍍膜室的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型的第一組鍍膜室20、第二組鍍膜室50和第三組鍍膜室90中均僅具有兩個法蘭，其分別位于2號鍍膜室與3號鍍膜室之間和4號鍍膜室與5號鍍膜室之間。本實(shí)用新型鍍膜室中盡可能降低法蘭使用數(shù)量，降低了漏氣的風(fēng)險(xiǎn)，增加了設(shè)備之間的平整度。本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備正常工作時(shí)，1-6號鍍膜室的真空度在O. I O. 2Pa之間。本實(shí)用新型具體實(shí)施例中，優(yōu)選地，還包括依次連接的第一轉(zhuǎn)換室、第二轉(zhuǎn)換室、第三轉(zhuǎn)換室和等待室。圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備中的轉(zhuǎn)換室與等待室的結(jié)構(gòu)示意圖，與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實(shí)用新型采用三個轉(zhuǎn)換室，第一轉(zhuǎn)換室轉(zhuǎn)換大氣到IOOOPa真空度，第二轉(zhuǎn)換室轉(zhuǎn)換大氣到1000 5Pa真空度，第三轉(zhuǎn)換室轉(zhuǎn)換大氣到5 O. 5Pa真空度，本實(shí)用新型采用在生產(chǎn)流程中增加轉(zhuǎn)換室的數(shù)量，將現(xiàn)有技術(shù)中采用的兩個轉(zhuǎn)換室增至三個，在鍍膜時(shí)三個鍍膜室同時(shí)開始抽氣，將第一轉(zhuǎn)換室抽真空至千帕以內(nèi)，將第二轉(zhuǎn)換室抽真空至5帕以內(nèi)，將第三轉(zhuǎn)換室抽真空至O. I帕以內(nèi)。當(dāng)基片材料進(jìn)入設(shè)備時(shí)，將第二轉(zhuǎn)換室和第三轉(zhuǎn)換室的門同時(shí)關(guān)閉，使第二轉(zhuǎn)換室和第三轉(zhuǎn)換室保持真空度，基片材料進(jìn)入第一轉(zhuǎn)換室后關(guān)閉第一轉(zhuǎn)換室的門；當(dāng)基片材料進(jìn)入第二轉(zhuǎn)換室時(shí)，將第一轉(zhuǎn)換室和第三轉(zhuǎn)換室的門關(guān)閉，當(dāng)基片材料進(jìn)入第二轉(zhuǎn)換室后，再關(guān)閉第二轉(zhuǎn)換室的門；后續(xù)基片進(jìn)入第三轉(zhuǎn)換室及等待室依此類推，不再贅述。本實(shí)用新型采用在生產(chǎn)流程中最關(guān)鍵最易出現(xiàn)故障且出現(xiàn)故障后維修難度最大的一個流程中，增加重復(fù)的雙設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，這兩個設(shè)備同時(shí)正常運(yùn)行，一旦其中一個設(shè)備出現(xiàn)故障，立即將基片材料轉(zhuǎn)入另一個設(shè)備，以確保生產(chǎn)能正常運(yùn)行。如圖6所示，優(yōu)選地，本實(shí)用新型具體實(shí)施例中還包括與第一轉(zhuǎn)換室連接的旋片泵，與第二轉(zhuǎn)換室連接的羅茨泵，與第三轉(zhuǎn)換室連接的分子泵，用以分別對其抽取真空。圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)方法的流程圖，如圖7所示，本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)方法包括依次進(jìn)行的以下步驟步驟SI，一次清洗；步驟S2，一次鍍膜；步驟S3，一次刻線；步驟S4，二次清洗；步驟S5，二次鍍膜；步驟S6，硒化；步驟S7，二次刻線；步驟S8，三次清洗；步驟S9，三次鍍膜。其中，各步驟由一體連接形成整體的生產(chǎn)設(shè)備一體化生產(chǎn)，各步驟不間斷地連續(xù)形成CIGS薄膜 太陽能電池。本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)方法中，一次鍍膜步驟S2形成金屬鑰層，二次鍍膜步驟S5形成銅銦鎵層，三次鍍膜步驟S9形成氧化鋅層。優(yōu)選地，二次鍍膜步驟S5與硒化步驟S6由連接成一體化的自動化的生產(chǎn)線連續(xù)完成。本實(shí)用新型中，先將基片材料在清洗裝置中進(jìn)行一次清洗，接著將基片材料轉(zhuǎn)運(yùn)到第一組鍍膜室中進(jìn)行一次鍍膜，形成金屬鑰(Mo)層；鍍膜后接著進(jìn)入一次刻線裝置中進(jìn)行一次刻線，通常采用激光刻線；刻線后再將半成品接著進(jìn)入二次清洗裝置中進(jìn)行二次清洗；二次清洗后接著再將半成品轉(zhuǎn)運(yùn)至第二組鍍膜室中進(jìn)行二次鍍膜，即形成CIG層；二次鍍膜后接著再將半成品轉(zhuǎn)運(yùn)至硒化裝置中進(jìn)行硒化；硒化后再將半成品轉(zhuǎn)運(yùn)至二次刻線裝置中進(jìn)行二次刻線；二次刻線后再將半成品轉(zhuǎn)運(yùn)至三次清洗裝置中進(jìn)行三次清洗；三次清洗后再將半成品轉(zhuǎn)運(yùn)至第三組鍍膜室中進(jìn)行三次鍍膜，即形成ZnO層。本實(shí)用新型各流程之間可連續(xù)作業(yè)，采用的是真正的一體化生產(chǎn)設(shè)備，最終要達(dá)到的效果就是從設(shè)備的一端將基片材料基片上至上片臺后，在設(shè)備的另一端下片臺下來的就是成品。本實(shí)用新型全程一體化，中途無需停頓，從上道工序到下道工序?qū)嵭辛魉鳂I(yè)，三組鍍膜室與其他清洗、劃線等裝置形成一個流水作業(yè)平臺。本實(shí)用新型具體實(shí)施例的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)方法中，一旦生產(chǎn)設(shè)備中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，將不會影響其他環(huán)節(jié)的生產(chǎn)，不會導(dǎo)致整個生產(chǎn)流程中斷而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行；本實(shí)用新型中使用法蘭數(shù)量較少，減少了設(shè)備的漏氣風(fēng)險(xiǎn)，確保了設(shè)備能夠連續(xù)化作業(yè)，同時(shí)設(shè)備安裝時(shí)間大大減少，用料少，工序簡單，節(jié)約了人工成本，設(shè)備間對接平整度提高，產(chǎn)品性能更加可靠；本實(shí)用新型流程耗時(shí)短，生產(chǎn)效率提高，降低了生產(chǎn)成本，本實(shí)用新型可以讓基片材料進(jìn)入轉(zhuǎn)換室只需停留極短的時(shí)間就可以進(jìn)入等待室，同時(shí)本實(shí)用新型將第二組鍍膜室與硒化裝置簡化組合連成一體，減少了中間人工轉(zhuǎn)換的時(shí)間，同時(shí)也降低了人工成本；本實(shí)用新型設(shè)備占用空間小，便于管理，由于第二組鍍膜室和硒化裝置是相互連接的整體，同時(shí)設(shè)備法蘭數(shù)量減少，進(jìn)而減少了相關(guān)設(shè)備的使用數(shù)量，節(jié)省了空間，此外還節(jié)省了擺放原材料和半成品的空間，這都將大大節(jié)省車間的空間，還美化了生產(chǎn)車間整體環(huán)境，方便了生產(chǎn)管理，降低了生產(chǎn)管理難度；本實(shí)用新型降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)各流程之間的轉(zhuǎn)換的人工成本。采用本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)方法，提高生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池的性能的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型不限于生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備，對于生產(chǎn)其他薄膜材料也同樣適用。[0033]在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，包括依次設(shè)置并一體連接形成整體生產(chǎn)設(shè)備的一次清洗裝置、第一組鍍膜室、一次刻線裝置、二次清洗裝置、第二組鍍膜室、硒化裝置、二次刻線裝置、三次清洗裝置、第三組鍍膜室。
2.如權(quán)利要求I所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，在所述第一組鍍膜室中形成鑰金屬層，在第二組鍍膜室中依次形成銅銦鎵層，在所述硒化裝置中對形成的銅銦鎵層進(jìn)行硒化，在所述第三組鍍膜室中形成氧化鋅層。
3.如權(quán)利要求I所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述硒化裝置位于所述第二組鍍膜室中與之一體連接。
4.如權(quán)利要求I所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述第一組鍍膜室、第二組鍍膜室和第三組鍍膜室均分別包括依次連接的1-6號六個鍍膜室。
5.如權(quán)利要求4所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備,其特征在于,所述第一組鍍膜室、第二組鍍膜室和第三組鍍膜室均具有兩個法蘭，其分別位于2號鍍膜室與3號鍍膜室之間和4號鍍膜室與5號鍍膜室之間。
6.如權(quán)利要求I所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，還包括依次連接的第一轉(zhuǎn)換室、第二轉(zhuǎn)換室、第三轉(zhuǎn)換室和等待室。
7.如權(quán)利要求6所述的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，還包括與第一轉(zhuǎn)換室連接的旋片泵，與第二轉(zhuǎn)換室連接的羅茨泵，與第三轉(zhuǎn)換室連接的分子泵。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，其包括依次設(shè)置并一體連接形成整體生產(chǎn)設(shè)備的一次清洗裝置、第一組鍍膜室、一次刻線裝置、二次清洗裝置、第二組鍍膜室、硒化裝置、二次刻線裝置、三次清洗裝置、第三組鍍膜室。采用本實(shí)用新型的一體化CIGS薄膜太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備，提高生產(chǎn)CIGS薄膜太陽能電池的性能的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L31/18GK202585498SQ201220074718
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者王進(jìn)東 申請人:江蘇宇天港玻新材料有限公司