制备CIGS吸收层的电镀生产线制造技术

本发明专利技术属于制作太阳能薄膜电池设备技术领域，尤其涉及一种制备CIGS吸收层的电镀生产线。其包括位于首端供应衬底的送料装置；至少四个电镀槽，各电镀槽均设有子槽，其中间处设有传送装置，其侧面挂设有浸没于电镀液中的阳极，所述衬底贴附于传送装置的侧面且与阳极相对；设置于任一电镀槽的前后处的多个清洗槽；位于末端的收料装置；设置于任一电镀槽和清洗槽的入口处和出口处的传动装置；以及分别与所述送料装置、清洗槽、电镀槽和收料装置电性连接并控制其同步动作的控制系统。本发明专利技术的电镀生产线缩短了生产线的长度，空间占用小，只对衬底单面沉积，工艺步骤少，且阳极与所述衬底相对设置，保证了沉积CIGS吸收层的表面均匀度。

【技术实现步骤摘要】
制备CIGS吸收层的电镀生产线
本专利技术属于制作太阳能薄膜电池设备
，尤其涉及一种制备CIGS吸收层的电镀生产线。
技术介绍
CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池具有极佳的光吸收常数，只需1.5微米的超薄吸收层，光电转换效率稳定，光谱响应范围宽，能带可调，抗辐射能力强，无光致衰退，具有光致增益，弱光增益，并且还有重量轻，成本低，易安装的优点成为太阳能领域研究的重点。其典型结构为：金属背电极Mo层、CIGS吸收层、缓冲层CdS、窗口层高阻i:ZnO、低阻ZnO:Al、和前部栅电极。CIGS吸收层由Cu，In，Ga，Se四种元素组成，其电池的光电转换效率与四种元素的摩尔比相关，一般要求Cu/(In+Ga)在0.75～1之间，Ga/(In+Ga)在0.3～0.5之间。CIGS吸收层的制备是CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能电池的核心技术。由于CIGS吸收层是多元化合物，多采用真空沉积的方法制备，真空沉积技术如溅射后硒化或者共蒸发，其设备都极其昂贵，过程复杂，难以大规模化生产。国外有报道采用非真空沉积的方法来制备CIGS吸收层，具体地，采用卷对卷电镀CIGS吸收层，如图1所示，镀液槽802内盛装有装有电镀液803，并设置有浸没于电镀液803中的阳极800和部分浸没于所述电镀液803中的大转轮801，所述大转轮801的直径较大与阳极800上下间隔设置，具有间隙。所述阳极800朝向大转轮801的面为一凹面805，所述凹面805的弧度与所述大转轮801的弧度相匹配，所述凹面805与所述阳极800侧面形成两个尖部804，柔性衬底806经过清洗绕在大转轮801的外周面上并浸没在电镀液803中进行电镀，沉积CIGS吸收层。此方案存在如下缺点：1、阳极800需要加工凹面805，制作工艺复杂，且在电镀时，阳极凹面两侧的尖部804会优先消耗，时间一长凹面805变浅，无法确保电镀沉积的CIGS吸收层的均匀性和镀速稳定性；2、当只需在所述柔性衬底806的一面上沉积CIGS吸收层时，其CIGS元素有可能沉积在衬底806的另一面；3、镀液槽802中电镀液803的流动不畅，不能及时有效的排出电镀时产生的气泡，容易在电镀沉积的CIGS吸收层上产生花斑，严重影响产品质量。另外，美国专利公开号US2007/0227633A1公开的一种水平电镀的方式，由于，采用的水平直线电镀，衬底没有弯绕，生产线过长，占用空间大，另外，采用该方式电镀时，阳极位于衬底下方，同样具有阴极析出的气泡排不出去的问题，而将阳极放置于衬底上面，又存在阴极面电镀液流动不畅的问题，都会对电镀沉积的CIGS吸收层的表面质量产生影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，旨在解决现有技术中的电镀生产线采用非真空电镀沉积法制作CIGS吸收层时，其均匀性难以控制的难题。本专利技术的实施例是这样实现的，一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，用于在衬底上沉积铜铟镓硒元素形成CIGS吸收层，包括送料装置，用于连续供应所述衬底，位于所述电镀生产线的首端；至少四个电镀槽，各电镀槽分别盛装有镀铜液、镀镓液、镀铟液和镀硒液，用于将铜、镓、铟、硒元素分别沉积于所述衬底表面；各所述电镀槽均包括有可盛装电镀液的子槽，所述子槽的中间处设有携带所述衬底同步移动且传动路径呈由多线段首尾相接而成的封闭状的传送装置，所述子槽的侧面挂设有浸没于所述电镀液中且呈板状设置、用于沉积CIGS吸收层的阳极，所述阳极分别与所述传送装置上沉浸于电镀液中对称设置的侧面平行相对设置，所述衬底贴附于所述传送装置上沉浸于电镀液内的侧面且与所述阳极平行相对设置；清洗槽，用于清洗所述衬底表面；沿输送所述衬底的方向，设置于任一所述电镀槽的前后处；收料装置，用于收集表面形成CIGS吸收层的衬底，位于所述电镀生产线的末端；传动装置，用于夹持所述衬底并带动所述衬底一同移动，设置于任一所述电镀槽和所述清洗槽的入口处和出口处；以及控制系统，分别与所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置电性连接，并控制所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置同步动作。进一步地，所述传送装置包括一固定架、安装于所述固定架上部并抵顶所述衬底的至少一组主辊轮和安装于所述固定架下部并与所述主辊轮配合转动的至少一组从辊轮，以及贴设于所述主辊轮和所述从辊轮的外周面上并携带所述衬底一同运动的传输带，所述固定架截面呈矩形状，所述传送带呈矩形设置并贴设于所述主辊轮和所述从辊轮的外周面上并携带所述衬底一同运动。进一步地，所述主辊轮和所述从辊轮的外周面与所述固定架的外侧壁相切。进一步地，所述主辊轮和所述从辊轮的外周面凸出于所述固定架的外侧壁。进一步地，所述传送装置上还设有用于调节所述传输带张紧度的调整装置，所述调整装置与所述主辊轮和所述从辊轮可调节连接。进一步地，所述传输带上还设有可吸附所述衬底使其与所述传输带贴合的吸附部。进一步地，所述子槽内设置有至少一根用于搅拌电镀液的镀液喷管，各所述镀液喷管上设置有均匀分布的喷孔。进一步地，所述喷孔为锥形孔，所述喷孔的内壁沿所述镀液喷管的管内向管外方向逐渐扩大。进一步地，同一镀液喷管上设置的喷孔间的距离与所述喷孔的直径比在20:1至5:1之间。进一步地，同一所述镀液喷管上设置有两排喷孔，所述两排喷孔的喷射方向呈夹角设置。进一步地，所述喷孔的喷射方向朝向所述电镀子槽的底壁。进一步地，所述镀液喷管至所述子槽底部的距离与所述电镀子槽的电镀液的深度比在1：7至1:20之间。进一步地，所述电镀子槽内设置有用于平缓电镀液流速的均流网，所述均流网位于所述传送装置和所述镀液喷管之间。进一步地，所述均流网为平板，所述平板上设置有均匀分布的网孔。进一步地，所述平板的厚度与所述电镀子槽内的电镀液的深度比在1：50至1:300之间。进一步地，所述网孔为锥孔，所述网孔的内壁的直径沿竖直向上方向逐渐增大。进一步地，所述均流网至所述镀液喷管的距离与所述镀液喷管至所述电镀子槽底壁的距离比在2:1至于10:1之间。进一步地，所述均流网的网目在5‐50之间。进一步地，所述电镀子槽的侧壁上设有溢流槽，设置于所述电镀子槽侧壁的外侧，所述镀液回流管的一端连接于所述溢流槽的下部，另一端连接于所述电镀子槽的下部。进一步地，所述镀液回流管上连接有用以调节所述电镀子槽内的电镀液各成分浓度的电镀母槽。进一步地，于所述电镀母槽的出口处，所述镀液喷管上安装有用于电镀母槽内电镀液泵送至所述电镀子槽内的循环泵和用于过滤污垢残渣的过滤机。进一步地，所述传动装置包括相互啮合的压辊和托辊，所述衬底穿设于所述压辊和所述托辊啮合处，所述压辊和所述托辊分别抵顶所述衬底的上、下面。进一步地，所述托辊包括中间轴和连接于所述中间轴两端的圆饼，所述圆饼的中心线和所述中间轴的中心线相重合，所述圆饼的外径大于所述中间轴的外径，所述圆饼与所述压辊啮合。进一步地，所述清洗槽内设有喷管组和设于所述清洗槽下部用于传输所述衬底的转轮；所述喷管组包括置于所述转轮上方并位于所述清洗槽中间处由中间向所述清洗槽侧壁喷射用以清洗所述衬底背面的第一喷管组和相对于所述第一喷管组设置并位于所述清洗槽侧壁处并用以清洗所述衬底正面的第二喷管组；所述第一喷管组和所述第二喷管均包括至少一根竖向并排设置的喷管，任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，用于在衬底上沉积铜铟镓硒元素形成CIGS吸收层，其特征在于，包括送料装置，用于连续供应所述衬底，位于所述电镀生产线的首端；至少四个电镀槽，各电镀槽分别盛装有镀铜液、镀镓液、镀铟液和镀硒液，用于将铜、镓、铟、硒元素分别沉积于所述衬底表面；各所述电镀槽均包括有可盛装电镀液的子槽，所述子槽的中间处设有携带所述衬底同步移动且传动路径呈由多线段首尾相接而成的封闭状的传送装置，所述子槽的侧面挂设有浸没于所述电镀液中且呈板状设置、用于沉积CIGS吸收层的阳极，所述阳极分别与所述传送装置上沉浸于电镀液中对称设置的侧面平行相对设置，所述衬底贴附于所述传送装置上沉浸于电镀液内的侧面且与所述阳极平行相对设置；清洗槽，用于清洗所述衬底表面；沿输送所述衬底的方向，设置于任一所述电镀槽的前后处；收料装置，用于收集表面形成CIGS吸收层的衬底，位于所述电镀生产线的末端；传动装置，用于夹持所述衬底并带动所述衬底一同移动，设置于任一所述电镀槽和所述清洗槽的入口处和出口处；以及控制系统，分别与所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置电性连接，并控制所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置同步动作。...

【技术特征摘要】
1.一种制备CIGS吸收层的电镀生产线，用于在衬底上沉积铜铟镓硒元素形成CIGS吸收层，其特征在于，包括送料装置，用于连续供应所述衬底，位于所述电镀生产线的首端；至少四个电镀槽，各电镀槽分别盛装有镀铜液、镀镓液、镀铟液和镀硒液，用于将铜、镓、铟、硒元素分别沉积于所述衬底表面；各所述电镀槽均包括有可盛装电镀液的子槽，所述子槽的中间处设有携带所述衬底同步移动且传动路径呈由多线段首尾相接而成的封闭状的传送装置，所述子槽的侧面挂设有浸没于所述电镀液中且呈板状设置、用于沉积CIGS吸收层的阳极，所述阳极分别与所述传送装置上沉浸于电镀液中对称设置的侧面平行相对设置，所述衬底贴附于所述传送装置上沉浸于电镀液内的侧面且与所述阳极平行相对设置；清洗槽，用于清洗所述衬底表面；沿输送所述衬底的方向，设置于任一所述电镀槽的前后处；收料装置，用于收集表面形成CIGS吸收层的衬底，位于所述电镀生产线的末端；传动装置，用于夹持所述衬底并带动所述衬底一同移动，设置于任一所述电镀槽和所述清洗槽的入口处和出口处；以及控制系统，分别与所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置电性连接，并控制所述送料装置、所述清洗槽、所述电镀槽和所述收料装置同步动作；所述传送装置包括一固定架、安装于所述固定架上部并抵顶所述衬底的至少一组主辊轮和安装于所述固定架下部并与所述主辊轮配合转动的至少一组从辊轮，以及贴设于所述主辊轮和所述从辊轮的外周面上并携带所述衬底一同运动的传输带；所述传输带上还设有可吸附所述衬底使其与所述传输带贴合的吸附部。2.根据权利要求1所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述固定架截面呈矩形状，所述传送带呈矩形设置并贴设于所述主辊轮和所述从辊轮的外周面上并携带所述衬底一同运动。3.根据权利要求2所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述主辊轮和所述从辊轮的外周面与所述固定架的外侧壁相切。4.根据权利要求3所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述主辊轮和所述从辊轮的外周面凸出于所述固定架的外侧壁。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述传送装置上还设有用于调节所述传输带张紧度的调整装置，所述调整装置与所述主辊轮和所述从辊轮可调节连接。6.根据权利要求1-4中任一项所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述子槽内设置有至少一根用于搅拌电镀液的镀液喷管，各所述镀液喷管上设置有均匀分布的喷孔。7.根据权利要求6所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述喷孔为锥形孔，所述喷孔的内壁沿所述镀液喷管的管内向管外方向逐渐扩大。8.根据权利要求7所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：同一镀液喷管上设置的喷孔间的距离与所述喷孔的直径比在20:1至5:1之间。9.根据权利要求8所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：同一所述镀液喷管上设置有两排喷孔，所述两排喷孔的喷射方向呈夹角设置。10.根据权利要求9所述的制备CIGS吸收层的电镀生产线，其特征在于：所述喷孔的喷射方向朝向所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志刚，李德林，
申请(专利权)人：深圳首创光伏有限公司，
类型：发明
国别省市：