用于薄膜太陽能電池制造的高溫蒸發爐的制作方法

本發明涉及用于薄膜太陽能電池制造的高溫蒸發爐，尤其適用于不能承受高溫材料的鍍膜工藝。

背景技術：

銅銦鎵硒薄膜太陽能電池光吸收層的制備工藝中，其蒸發過程包括三個階段：第一階段：控制襯底溫度在200℃～300℃，控制鎵的蒸發溫度在900℃～1100℃之間，并在第一階段均勻地降溫35℃～45℃，控制銦的蒸發溫度在800℃～1000℃之間，并在第一階段均勻地升溫45℃～55℃，控制硒的蒸發溫度在200℃～300℃之間；第二階段：停止蒸發銦和鎵，提高襯底溫度到450℃～600℃之間，維持硒的蒸發溫度與第一階段相同，控制銅的蒸發溫度在1300℃～1500℃之間；第三階段：停止蒸發銅，維持襯底溫度與第二階段相同，維持硒的蒸發溫度與第二階段相同，控制鎵的蒸發溫度在900℃～1100℃之間，并在第三階段均勻地升溫35℃～45℃，控制銦的蒸發溫度在800℃～1000℃之間，并在第三階段均勻地降溫45℃～55℃；從而得到所述銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的光吸收層。

銅銦鎵硒四種單質在不同溫度下分階段蒸發，而銅的蒸發溫度相對于硒的蒸發溫度高很多，達到1200攝氏度以上，銦的蒸發溫度需要達到1000攝氏度以上，鎵的蒸發溫度達到1100攝氏度以上，蒸發CIG的同時要蒸發硒(Se)，而硒(Se)爐的坩堝距離銅爐或者銦鎵爐很近，因此容易受到較大影響，因而硒蒸發速率難以控制，而且還會造成工藝腔體內的溫度過高，造成襯底受熱溫度過高損壞。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，從而提供一種爐體小、隔熱好、耐高溫、結構緊湊的用于薄膜太陽能電池制造的高溫蒸發爐。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：用于薄膜太陽能電池制造的高溫蒸發爐，包括導流件、吊裝法蘭、隔熱屏、坩堝、導流加熱器、坩堝加熱器；所述隔熱屏設在導流件和坩堝外圍，所述導流件為管狀空心結構，坩堝是具有一開口的罐狀容器，導流件與坩堝通過開口相連通，所述導流件的側壁設有可透射物料的噴孔；所述導流加熱器設置在導流件外圍，所述導流加熱器設置通過具有絕緣性的固定環設置在導流件與隔熱屏之間；所述坩堝加熱器設置在坩堝外圍，所述坩堝加熱器設置設置在坩堝與隔熱屏之間；所述隔熱屏側壁設有對應噴孔的通道，所述吊裝法蘭將導流件與隔熱屏組裝固定。

進一步說，還包括噴頭，所述噴頭呈喇叭口型，噴頭設置在通道內對應噴孔設置。

進一步說，所述導流件與坩堝螺紋連接，所述導流件與坩堝的密封面呈刀口狀，導流件與坩堝的密封面之間設有密封件，密封件為石墨材料。

進一步說，所述噴孔的孔徑為0.5至12mm，所述噴孔的數量是1至50個。技術效果：為了適應更多的蒸發有效幅寬。

進一步說，各噴孔的孔徑大小不一，噴孔之間的間距不等。

進一步說，所述導流加熱器和坩堝加熱器均包括加熱體和導流加熱器電極，加熱體連接導流加熱器電極，所述導流加熱器與導流件采用螺絲連接，所述螺絲為石墨、鉭、鉬材料中的任一一種。

進一步說，隔熱屏包括設置在導流件外圍的導流件隔熱屏、設置在坩堝外圍的坩堝隔熱屏，所述導流件隔熱屏與坩堝隔熱屏相拼接，所述導流件隔熱屏包括若干層隔熱片，若干層的隔熱片由內向外相互套設，各隔熱片之間具有間隙距離。

進一步說，所述隔熱屏、坩堝均采用石墨、鉭、鉬材料中的任一一種或其相互組合。

進一步說，還包括水冷管道，所述水冷管道設置在隔熱屏的最外層，所述水冷管道是采用不銹鋼板材焊接在隔熱屏最外層的外側。

進一步說，所述隔熱片呈圓管狀，所述隔熱片包括大半圓片和小半圓片，大半圓片和小半圓片相拼合組成單個隔熱片，各層隔熱片在設置時其拼接線呈左右交錯設置。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

1、本發明整體結構緊湊，保溫性能好，且能有效阻隔熱輻射，整體結構組裝方便，隔熱層之間盡量熱傳遞小，蒸發均勻。

2、本發明是適用于各種高溫蒸發設備的蒸發源爐，尤其適用于不能承受高溫材料的鍍膜工藝：如太陽能行業的銅銦鎵硒太陽能電池制備工藝。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明所述隔熱屏的結構示意圖。

圖3是本發明所述隔熱片的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

實施例1

參見圖1至圖3，本實施例所述用于薄膜太陽能電池制造的高溫蒸發爐，包括導流件1、吊裝法蘭2、隔熱屏3、坩堝4、導流加熱器5、坩堝加熱器6；所述隔熱屏3設在導流件1和坩堝4外圍，所述導流件1為管狀空心結構，坩堝4是具有一開口的罐狀容器，導流件1與坩堝4通過開口相連通，所述導流件1的側壁設有可透射物料的噴孔10；所述導流加熱器5設置在導流件1外圍，所述導流加熱器5設置通過具有絕緣性的固定環7設置在導流件1與隔熱屏3之間；所述坩堝加熱器6設置在坩堝4外圍，所述坩堝加熱器6設置設置在坩堝4與隔熱屏3之間；所述隔熱屏3側壁設有對應噴孔10的通道，所述吊裝法蘭2將導流件1與隔熱屏3組裝固定。

本實施例還包括噴頭8，所述噴頭8呈喇叭口型，噴頭8設置在通道內對應噴孔10設置。

本實施例所述導流件1與坩堝4螺紋連接，所述導流件1與坩堝4的密封面呈刀口狀，導流件1與坩堝4的密封面之間設有密封件，密封件為石墨材料。采用螺紋方式連接，并將密封面制作呈刀口形面，并增加石墨墊作為密封件，其具有優異的密封效果。

本實施例所述噴孔10的孔徑r為0.5至12mm，所述噴孔10的數量是1至50個，各噴孔10的孔徑r大小不一，噴孔10之間的間距不等。該結構具有濺射作業均勻，可適應更多的蒸發有效幅寬的特點。

本實施例所述導流加熱器5和坩堝加熱器6均包括加熱體和導流加熱器電極，加熱體連接導流加熱器電極，所述導流加熱器5與導流件1采用螺絲連接，所述螺絲為石墨、鉭、鉬材料中的任一一種。采用鉭、鉬等耐高溫材料，具有不易脆斷的特點。

本實施例所述隔熱屏3包括設置在導流件1外圍的導流件隔熱屏31、設置在坩堝4外圍的坩堝隔熱屏32，所述導流件隔熱屏31與坩堝隔熱屏32相拼接，所述導流件隔熱屏31包括若干層隔熱片311，若干層的隔熱片311由內向外相互套設，各隔熱片311之間具有間隙距離，各的隔熱片311之間采用螺栓固定。該結構具有組合裝配簡單，隔熱性能優異等特點。

本實施例所述隔熱屏3、坩堝4均可采用石墨、鉭、鉬材料中的任一一種或其相互組合。

本實施例還包括水冷管道9，所述水冷管道9設置在隔熱屏3的最外層，所述水冷管道9是采用不銹鋼板材焊接在隔熱屏3最外層的外側。設置水冷管道9可調控溫度，采用不銹鋼板材直接貼合隔熱屏3設置水冷介質與隔熱屏3之間直接接觸具有調控精度高，且節省材料等優點。

本實施例所述隔熱片311呈圓管狀，所述隔熱片311包括大半圓片3112和小半圓片3111，大半圓片3112和小半圓片3111相拼合組成單個隔熱片311，各層隔熱片311在設置時其拼接線呈左右交錯設置。隔熱屏3的整體制造工藝采用裝配是結構，具有裝配簡單快速等特點，交錯設置可保證整體結構的均衡性。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。