专利名称：连续生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用 磁控溅射真空镀膜连续生产铜铟镓硫软体簿膜式太阳能电 池组件技术。具体是一种由多台磁控溅射真空镀膜机组合为一机的连续制备软体簿膜式太 阳能电池组件的方法。技术背景现有技术；将软体的带状金属或塑胶基材箔卷材,剪切成段,送入真空杂物清理室 并将基材带箱加热到200-3000C，利用等离子或辉光放电法进行表面杂物清理后，取出基材 带箔再送入绝缘膜磁控派射真空室”。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材用磁控溅射法在 基材带箔上板表面溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜后,取出基材带箔送入背电极磁控溅射 真空室。采用铜钼合金靶材,应用磁控溅射法,溅镀铜钼合金背电极膜。取出基材带箔再进 行激光刻蚀划线后，取出基材带箔，送入铜铟镓磁控溅射真空室，采用铜铟镓合金靶材，应 用磁控涯射法，派镀铜铟镓合金膜。取出基材带箔，再送入硫化结晶炉内,进行硫化结晶。即 完成了 P型半导体簿膜的制备。取出基材带箔再送入“η型半导体层磁控溅射真空室”。采 用ZnS硫化锌合金靶材,使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅镀硫化 锌η型半导体膜。此段已形成了 Ρ-η结铜铟镓硫半导体膜层基材带箱。涯镀后的Pi结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔，取出基材带箔送入上电极透明导 电层ICO膜磁控溅射真空室。采用二氧化锡合金靶材,使用磁控減射法在Pi结铜铟镓硫 半导体膜层基材带箔表面上，滅镀二氧化锡上电极透明导电ICO膜。。溅镀透明导电ICO膜后的基材带箱取出基材带箔，再进入净化空气的激光刻蚀 机，刻蚀电极后，剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件再送入透明氟化镁减反 射膜磁控溅射真空室”。采用氟化镁合金靶材，使用磁控減射法,溅镀透明氟化镁减反射膜。 继而进入真空封装室,封装透明保护膜后再进入冷却室，冷却到50°C以下的成品铜铟镓硫 太阳能电池组件
发明内容
；本发明的目的是；克服上述间歇式生产的缺点,提供一种连续生产，并能提高大规 模生产效率、保证产品质量的制备方法。本发明的具体内容；本发明一种连续生产软体簿膜式铜铟镓硫太阳能电池的方法其特征在于；将软体 的带状卷材金属或塑胶基材箔，以始端开始连续均速输送入真空连续隧道室第一段“杂物 清理段”，并将基材带箔加热到200-300Γ，利用等离子或辉光放电法进行表面杂物清理后， 用真空隔离窄缝伐隔离。基材带箔以均速行走进入真空连续隧道室第二段“绝缘膜磁控派 射真空室”。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材用磁控溅射法在基材带箔上表面，減镀二氧 化硅或二氧化钛绝缘膜。再用真空隔离窄缝伐隔离。基材带箔继续以均速行走进入真空连 续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”。沿基材带箔行走方向即在背电极层磁控派射室纵向,基材带箔上表面设定的距离内，平行设置多个两端头张紧的镀膜遮挡线,用于在溅镀背电极膜时，遮挡背电极铜钼合金 膜，不再溅镀在基材带箔的绝缘层表面，替代原激光刻蚀划线工序。采用铜钼合金靶材，应用磁控溅射法,在基材带箔的绝缘层表面派镀铜钼合金背 电极膜溅镀并遮挡划线后的铜钼合金背电极基材带箔,通过真空隔离窄缝伐隔离。续以 均速行走进入真空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控溅射真空室”，为防止氧化在抽真空前先 通入氢气和氩气。采用铜铟镓合金靶材，应用磁控派射法,派镀铜铟镓合金膜。 溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔,通过真空隔离窄缝伐隔离。继续均速行走进入往 复式硫化结晶炉内，进行硫化结晶。硫化介质为H2S气体或者S粉的低温炉中进行硫化处 理，利用氩气作载气，硫化温度；350--450°C。溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔在硫化炉内往 复行走时间为10-20分钟后，通过真空隔离窄缝伐隔离,连续均速进入往复式冷却室。将硫 化结晶后的铜铟镓硫基材带箔冷却到200-2500C，即完成了 P型半导体簿膜的制备。通过真 空隔离窄缝伐再送入真空连续隧道室第五段“η型半导体层磁控溅射真空室”。采用ZnS硫 化锌合金靶材，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箱上表面溅镀硫化锌η型半 导体膜。此段已形成了 Pi结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔。溅镀后的Pi结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔,通过真空隔离窄缝伐再送入真空 连续隧道室第六段“上电极透明导电层ICO膜磁控溅射真空室”。采用二氧化锡合金靶材， 使用磁控溅射法在Ρ-η结铜铟镓硫半导体膜基材带箔表面上，溅镀二氧化锡上电极透明导 电ICO膜。溅镀透明导电ICO膜后的基材带箔,通过真空隔离窄缝伐隔离，再连续均速进入 净化空气的激光刻蚀机,刻蚀电极后,通过真空隔离窄缝伐,再送入真空连续隧道室第七段 “透明氟化镁减反射膜磁控溅射真空室”。采用氟化镁合金靶材，使用磁控溅射法在溅镀过 透明导电ICO膜的基材带箔表面上，派镀透明氟化镁减反射膜磁。使用真空隔离窄缝伐隔 离封闭真空室。继而进入真空封装室,封装透明保护膜敷设电极后再进入冷却室,冷却到 50°C以下的成品铜铟镓硫太阳能电池组件带箔,通过卷绕机卷绕成卷后,根据用户功率的 需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件。全部系统铜铟镓硫太阳能电池组件带箔，是通过太阳能电池组件带箔卷绕机卷绕 动力，带动带箔张紧和连续均速行走，在各真空连续隧道室段，同时完成各自溅镀膜层的。 当生产线前置带卷将滅镀完结时,可将前卷尾端和后卷始端进行搭接，以实现连续不停顿 生产工效。全部系统，带箔涯镀材料厚度、结晶度、温度均采用闭环自控系统控制，以保证产 品的质量。
图“1”为真空连续隧道式磁控涯镀系统示意图；图“2”为真空连续隧道室第三段“背电极磁控減射真空室”，遮挡減镀背电极铜钼 合金膜，替代原激光刻蚀划线。横切面示意图；图中；1,软体带状卷材金属或塑胶基材箔
\2，软体的带状卷材金属或塑胶基材箔卷3，真空连续隧道室第一段“杂物清理段4，加热器5，等离子或辉光放电发生器
6,真空连续隧道室第二段“绝缘层磁控減射真空室”7, 二氧化硅或二氧化钛合金靶材g 8，背电极镀膜遮挡线9，真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”10，铜钼合金靶材11，真空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控派射真空室” 12，铜铟镓 合金靶材13-i—i。,真空隔离窄缝伐14,往复式硫化炉15，硫蒸汽发生器16，转向滚筒17，复式冷却室IS，散热器19,真空连续隧道室第五段“硫化锌磁控溅射真空室”20,硫化锌合金靶材21,真空连续隧道室第六段“上电极透明导电层ICO膜磁控溅 射真空室” 22，二氧化锡合金靶材23，激光刻蚀机24,刻蚀电极25,真空连续隧道室第七段“透明氟化镁减反射膜磁 控溅射真空室” 26氟化镁合金靶材,27，真空封装室28,透明保护膜29,冷却室30,铜铟镓硫太阳能电池组件带箔，31，铜铟镓硫太阳能电池组件带箔卷绕机32，背电极铜钼合金膜33,阴极34, 二氧化硅或二氧化钛绝缘层35,永久磁铁参照
具体实施方式
；图1真空连续隧道式磁控溅镀系统示意图在图“1，，中将软体的带状卷材金属或塑胶基材箔1,始端开始连续均速送入真空连续隧道室 第一段“杂物清理段” 3,并通过加热器4,将基材带箱1,加热到200-30CTC。利用等离子或 辉光放电发生器5，发生的等离子或辉光放电轰击基材带箔1，进行表面杂物清理处理后， 用真空隔离窄缝伐13^隔离。清理后的基材带箔1，以均速行走进入真空连续隧道室第二 段“绝缘层磁控減射真空室”6。采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材7,用磁控減射法在基材 带箔1上表面,溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜。再用真空隔离窄缝伐13-2隔离。基材带 箱1继续以均速行走进入真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”9。沿基材带箔 1行走方向即在背电极磁控涯射室9纵向，基材带箔1上表面,设定距离高度，平行设置多个 两端头张紧的镀膜遮挡线8,用于在溅镀背电极膜时,遮挡背电极铜钼合金膜,不再溅镀在 基材带箔1的绝缘层表面,替代原激光刻蚀划线。采用铜钼合金靶材10，应用磁控溅射法，溅镀铜钼合金背电极膜。溅镀并遮挡成 线后的铜钼合金背电极基材带箔1,通过真空隔离窄缝伐13 3，隔离。续以均速行走进入真 空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控減射真空室11Λ为防止氧化在抽真空前先通入氢气和氩 气。采用铜铟镓合金靶材12,应用磁控滅射法,滅镀铜铟镓合金膜。温度200-250V。溅镀铜铟镓合金膜的基材带箱1，通过真空隔离窄缝伐13-4隔离。继续均速行走进入往复式硫化结晶炉14,进行硫化结晶。硫化介质为H2S气体或者S粉的低温炉中进行 硫化处理，利用氩气作载气，硫蒸气由硫蒸汽发生器15产生。硫化温度为350--450°C。溅 镀铜铟镓合金膜的基材带箔1，在硫化结晶炉14内往复行走时间10-20分钟后，通过真空 隔离窄缝伐13 5隔离。连续均速进入往复式冷却室17。将硫化结晶后的高温铜铟镓硫基 材带箔1通过散热器18,冷却到200-250°C,即完成了 P型半导体簿膜的制备。通过真空隔 离窄缝伐13-6，再送入真空连续隧道室第五段“硫化锌磁控溅射真空室19。采用硫化锌合 金靶材20，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅镀硫化锌n型半导体 膜。此段已形成了 Pi结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔。溅镀后的P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔,通过真空隔离窄缝伐13-7，再送 入真空连续隧道室第六段“--丨二电极透明导电层IC0膜磁控溅射真空室” 21。采用二氧化锡 合金靶材22，使用磁控溅射法，在Pi结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔表面上，溅镀二氧化 锡，上电极透明导电IC0膜。溅镀透明导电IC0膜后的基材带箔1,通过真空隔离窄缝伐13_8隔离。再连续均 速进入激光刻蚀机23，应用激光束蚀划电极24，刻蚀电极后，通过真空隔离窄缝伐13-9，再 送入真空连续隧道室第七段“透明氟化镁减反射膜磁控派射真空室” 25。采用氟化镁合金 靶材26,使用磁控溅射法在溅镀过透明导电I CO膜的基材带箔表面上,溅镀透明氟化镁减 反射膜。使用真空隔离窄缝伐13_1CI隔离封闭真空室。继而进入真空封装室27,封装透明 保护膜28后，再进入冷却室29，冷却到50°C以下的成品铜铟镓硫太阳能电池组件带箱30， 通过卷绕机卷绕成卷31后，根据用户功率的需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳 能电池组件。图2 ；真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”,遮挡溅镀背电极铜钼合 金膜，替代原激光刻蚀划线。横切面示意图； 在真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室” 9内，上侧设置，永久磁铁35 依次按装阴极33,铜钼合金靶材10。下侧软体带状卷材金属或塑胶基材箔1上表面己滅镀 二氧化硅或二氧化钛绝缘层34表面....匕在设定的高度距离内，安装背电极镀膜遮挡线8，使 连续行走的软体带状卷材金属或塑胶基材箔1，不产生磨擦。涯射产生的二次电子在阴极 33位降区内被加速成高能电子，在电场和永久磁铁35磁场的联合下，作摆线运动飞向二氧 化硅或二氧化钛绝缘层34。由于背电极镀膜遮挡线8遮挡的原因，未遮挡处表面,溅镀背电 极铜钼合金膜32，镀膜遮挡线8遮挡处，末能溅镀膜层，因此替代了激光刻蚀划线工序。
权利要求
连续生产铜铟镓硫软体簿膜式太阳能电池组件的方法它是由软体带状卷材金属或塑胶基材箔(1)、真空连续隧道室第一，至第七段(6)、(9)、(11)、(19)、(21)、(25)和往复式硫化炉(14)等组成，其特征是；将软体的带状卷材金属或塑胶基材箔(1)，始端开始连续均速送入真空连续隧道室第一段“杂物清理段”(3)，并通过加热器(4)，将基材带箔(1)，加热到200-300℃利用等离子或辉光放电发生器(5)，发生的等离子或辉光放电轰击基材带箔(1)，进行表面杂物清理处理后，用真空隔离窄缝伐(13-1)隔离清理后的基材带箔(上1)，以均速行走进入真空连续隧道室第二段“绝缘层磁控溅射真空室”(6)，采用二氧化硅或二氧化钛合金靶材(7)，用磁控溅射法在基材带箔(1)上表面，溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘膜，再用真空隔离窄缝伐(13-2)隔离，基材带箔(1)继续以均速行走进入真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”(9)，沿基材带箔(1)行走方向即在背电极磁控溅射室(9)纵向，基材带箔(1)表面，设定距离高度，平行设置多个两端头张紧的镀膜遮挡线(8)，用于在溅镀背电极膜时，遮挡背电极铜钼合金膜，不再溅镀在基材带箔1的绝缘层表面，替代原激光刻蚀划线采用铜钼合金靶材(10)，应用磁控溅射法，溅镀铜钼合金背电极膜，溅镀并遮挡成线后的铜钼合金背电极基材带箔(1)，通过真空隔离窄缝伐(13-3，)隔离，续以均速行走进入真空连续隧道室第四段“铜铟镓磁控溅射真空室(11)”，为防止氧化在抽真空前先通入氢气和氩气采用铜铟镓合金靶材(12)，应用磁控溅射法，溅镀铜铟镓合金膜。温度200-250℃，溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔(1)，通过真空隔离窄缝伐(13-4)隔离，继续均速行走进入往复式硫化结晶炉(14)，进行硫化结晶硫化介质为H2S气体或者S粉的低温炉中进行硫化处理，利用氩气作载气，硫蒸气由硫蒸汽发生器(15)产生，硫化温度为350--450℃。溅镀铜铟镓合金膜的基材带箔(1)，在硫化结晶炉(14)内往复行走时间25-32分钟后，通过真空隔离窄缝伐(13-5)隔离，连续均速进入往复式冷却室(17)将硫化结晶后的高温铜铟镓硫基材带箔(1)通过散热器(18)，冷却到200-250℃，即完成了P型半导体簿膜的制备通过真空隔离窄缝伐(13-6)，再送入真空连续隧道室第五段“硫化锌磁控溅射真空室(19)，采用硫化锌合金靶材(20)，使用磁控溅射法在铜铟镓硫P型半导体基材带箔上表面溅镀硫化锌n型半导体膜此段已形成了P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔溅镀后的P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔，通过真空隔离窄缝伐(13-7)，再送入真空连续隧道室第六段“上电极透明导电层ICO膜磁控溅射真空室”(21)，采用二氧化锡合金靶材(22)，使用磁控溅射法，在P-n结铜铟镓硫半导体膜层基材带箔表面上，溅镀二氧化锡，上电极透明导电ICO膜溅镀透明导电ICO膜后的基材带箔(1)，通过真空隔离窄缝伐(13-8)隔离，再连续均速进入激光刻蚀机(23)，应用激光束蚀划电极(24)，刻蚀电极后，通过真空隔离窄缝伐(13-9)，再送入真空连续隧道室第七段“透明氟化镁减反射膜磁控溅射真空室”(25)采用氟化镁合金靶材(26)，使用磁控溅射法在溅镀过透明导电ICO膜的基材带箔表面上，溅镀透明氟化镁减反射膜。使用真空隔离窄缝伐(13-10)隔离封闭真空室，继而进入真空封装室(27)，封装透明保护膜(28)后，再进入冷却室(29)，冷却到50℃以下的成品铜铟镓硫太阳能电池组件带箔(30)，通过卷绕机卷绕成卷(31)后，根据用户功率的需要再剪切成各种单元功率的铜铟镓硫太阳能电池组件。
2.根据权利要求书(1)所述的连续生产铜铟镓硫软体簿膜式太阳能电池组件的方法， 其特征是；在真空连续隧道室第三段“背电极磁控溅射真空室”(9)内，上侧设置永久磁铁 (35)依次按装阴极(33)，铜钼合金靶材(10)下侧软体带状卷材金属或塑胶基材箱(1) ____丨二表面己溅镀二氧化硅或二氧化钛绝缘层(34)表面上,在设定的高度距离内，安装背电极镀 膜遮挡线(8)，使连续行走的软体带状卷材金属或塑胶基材箔(1)，不产生磨擦溅射产生 的二次电子在阴极(33)位降区内被加速成高能电子，在电场和永久磁铁(35)磁场的联合 下，作摆线运动飞向二氧化硅或二氧化钛绝缘层(34),由于背电极镀膜遮挡线(8)遮挡的 原因，未遮挡处表面,溅镀背电极铜钼合金膜(32),镀膜遮挡线(8)遮挡处,末能溅镀膜层， 因此替代了激光刻蚀划线工序。
全文摘要
一种连续生产铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件的方法它是由软体带状卷材金属或塑胶基材箔1、真空连续隧道室第一，至第七段3、6、9、11、19、21、25和往复式硫化炉14等组成，其特征是；将软体的带状基材箔1，始端连续均速送入真空连续隧道式磁控溅镀室3、6、9、11，溅镀铜铟镓膜后送入往复式硫化炉14进行硫化成铜铟镓硫膜，再进入硫化锌磁控溅射真空室19溅镀硫化锌膜，再溅镀上电极二氧化锡透明导电膜，激光刻蚀划线敷电极后溅镀减反射膜，封装保护膜即制备成卷材铜铟镓硫软体薄膜式太阳能电池组件。其优点连续大规模生产，质量稳定。
文档编号C23C14/10GK101866978SQ200910132770
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者张世英 申请人:张世英