CN210127266U - Cigs制备用强化隔离膜及制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种CIGS制备用强化隔离膜制备装置，以柔性有机材料为基材，经该制备装置一次性制成的成膜，具有较好的服帖性能；它包括在一个真空镀膜腔内的多个磁控溅射装置，各磁控溅射装置包括以氩气作为工作气体、以氧气为反应气体的沉积阴极室、位于沉积阴极室内的阴极靶材；磁控溅射装置分为用于对柔性有机基材下表面磁控溅射镀膜的下镀膜磁控溅射装置和用于对柔性有机基材上表面磁控溅射镀膜的上镀膜磁控溅射装置；在真空镀膜腔内还设置有用于对连续移动的柔性有机基材进行冷却的冷鼓；本实用新型还提供一种CIGS制备用强化隔离膜，具有较好的服帖性能，有利于增宽透过光谱的范围，加宽光谱透射窗口宽度，有助于增加全光线透过率。
Description
技术领域
本实用新型涉及CIGS制造领域及真空镀膜领域，提供一种CIGS制备用强化隔离膜制备装置，以柔性有机材料为基材，经该制备装置以柔性、卷绕式、连续型有机基材磁控溅射镀膜一次性制成的CIGS制备用强化隔离膜，具有较好的服帖性能，可广泛应用于柔性太阳能薄膜电池的生产制造中。
背景技术
柔性太阳能薄膜电池通常使用的基底材料为薄金属，相较柔性有机薄膜基材在附着于任意曲面表面时的服帖性能较差，甚至于无法使用。但柔性有机基材用于太阳能薄膜电池生产时，由于柔性有机薄膜基底材料生产制造及存放过程中，在柔性有机薄膜内部，特别是浅表部分存在有大量的微小气泡、吸收空气中的水分形成汽泡等缺陷，在磁控溅射高真空腔体内，由于真空负压的影响而破裂释放。释放出的气体、水汽对该点沉积薄膜产生一定的影响，轻者影响沉积薄膜指标的一致性，严重的将使该点沉积薄膜受到破坏，造成严重缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种CIGS制备用强化隔离膜制备装置，以柔性有机材料为基材，以连续移动的柔性有机材料为基材，经该制备装置以柔性、卷绕式、连续型有机基材磁控溅射镀膜一次性制成的CIGS制备用强化隔离膜，具有较好的服帖性能，可广泛应用于柔性太阳能薄膜电池的生产制造中。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：
CIGS制备用强化隔离膜制备装置，它包括在一个真空镀膜腔内的多个磁控溅射装置，各磁控溅射装置包括以惰性气体氩气作为工作气体、以氧气为反应气体的沉积阴极室、位于沉积阴极室内的阴极靶材；磁控溅射装置分为用于对柔性有机基材下表面磁控溅射镀膜的下镀膜磁控溅射装置和用于对柔性有机基材上表面磁控溅射镀膜的上镀膜磁控溅射装置；在真空镀膜腔内还设置有用于对连续移动的柔性有机基材进行冷却的冷鼓。
本实用新型的有益效果是：
使用时，连续移动的柔性有机基材依次通过各磁控溅射装置的沉积阴极室，经冷鼓冷却降温，以惰性气体氩气作为工作气体、以氧气为反应气体使相应的阴极靶材发生有氧反应，通过下镀膜磁控溅射装置的溅射，在柔性有机基材下表面分层沉积阴极靶材氧化物的薄膜层后，再通过上镀膜磁控溅射装置的溅射，在柔性有机基材上表面分层沉积阴极靶材氧化物的薄膜层形成CIGS制备用强化隔离膜。
上述CIGS制备用强化隔离膜制备装置，以连续移动的柔性有机材料为基材，经该制备装置以柔性、卷绕式、连续型有机基材磁控溅射镀膜一次性制成的CIGS制备用强化隔离膜，具有较好的服帖性能，可广泛应用于柔性太阳能薄膜电池的生产制造中。
上述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，柔性有机基材为PET或柔性有机玻璃。
上述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，磁控溅射装置包括阴极靶材分别是Nb、Si、Si、Al的第一至第四磁控溅射装置；第一、第二磁控溅射装置组成下镀膜磁控溅射装置，用于在柔性有机基材下表面依次沉积Nb2O5过渡层、SiO2下隔离层，第三、第四磁控溅射装置上镀膜磁控溅射装置，用于在柔性有机基材上表面依次沉积SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
柔性有机基材表面附着的隔离层为致密的SiO2层，对磁控溅射真空镀膜腔内的低压强起到隔离作用，避免柔性有机基材内部浅表存在的微小气泡、水汽受到低压强作用而释放，保证在CIGS制备用强化隔离膜磁控溅射镀膜时的膜质量。又，由于过渡层Nb2O5、SiO2下隔离层薄膜层组合，更加有利于增宽透过光谱的范围，加宽光谱透射窗口宽度，有助于增加全光线透过率。
上述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，它包括一个具有放卷腔、真空镀膜腔和收卷腔的腔体，放卷腔、收卷腔内分别设置用于连续放料的放卷台、用于连续收料的收卷台，真空镀膜腔内设置第一、第二冷鼓；第一、第二磁控溅射装置绕第一冷鼓周向设置，第三、第四磁控溅射装置绕第二冷鼓周向设置；柔性有机基材从放卷台上放出后导入第一冷鼓、经第一冷鼓冷却、穿过第一、第二磁控溅射装置沉积阴极室后形成单面膜由第一冷鼓导出；单面膜导入第二冷鼓、经第二冷鼓冷却、穿过第三、第四磁控溅射装置沉积阴极室后形成CIGS制备用强化隔离膜被收卷台收卷；柔性有机基材的上表面移动设置在第一冷鼓上，单面膜的下表面移动设置在第二冷鼓上。
上述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，第一、第二磁控溅射装置绕第一冷鼓周向设置在第一冷鼓左侧，第三、第四磁控溅射装置绕第二冷鼓周向设置在第二冷鼓右侧；柔性有机基材由第一冷鼓上方导入、由第一冷鼓下方引出后，再由第二冷鼓上方导入、由第二冷鼓下方引出。
第一、第二、第三、第四控溅射装置的阴极靶面距冷鼓表面距离195～205mm。
采用双冷鼓双面一次性沉积镀膜，即节省工时，又避免因二次收放卷沉积镀膜产生的缺陷，有助于提高成品率。
本实用新型同时提供一种CIGS制备用强化隔离膜，它包括柔性有机基材，通过磁控溅射技术依次沉积在柔性有机基材下表面上的Nb2O5过渡层、SiO2下隔离层和依次沉积在柔性有机基材上表面上的SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
上述的CIGS制备用强化隔离膜，柔性有机基材为PET，其厚度为120～130 ㎛；Nb2O5过渡层厚度为4～6nm，SiO2下隔离层厚度为8～12nm，SiO2上隔离层厚度为8～12nm，Al2O3硬化层厚度为8～12nm。
附图说明
图1是CIGS制备用强化隔离膜的示意图；
图2是CIGS制备用强化隔离膜的制备装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步说明：
参见图1 所示的CIGS制备用强化隔离膜、图2所示的CIGS制备用强化隔离膜的制备装置，该制备装置为一次性双面磁控溅射沉积装置，它包括在一个真空镀膜腔Q2内的多个磁控溅射装置，各磁控溅射装置包括以惰性气体氩气作为工作气体、以氧气为反应气体的沉积阴极室、位于沉积阴极室内的阴极靶材。
磁控溅射装置分为用于对柔性有机基材B1下表面磁控溅射镀膜的下镀膜磁控溅射装置和用于对柔性有机基材B1上表面磁控溅射镀膜的上镀膜磁控溅射装置；在真空镀膜腔Q2内还设置有用于对连续移动的柔性有机基材B1进行冷却的冷鼓。
连续移动的柔性有机基材B1依次通过各磁控溅射装置的沉积阴极室S5、S6、S7、S8，通过各磁控溅射装置的溅射，使得阴极靶材氧化物一次性沉积在柔性有机基材B1的上下表面。
上述的CIGS制备用强化隔离膜的制备装置，包括由左右隔板G1、G2分割为放卷腔Q1、真空镀膜腔Q2和收卷腔Q3的腔体Q，在放卷腔Q1内设置有用于连续放料的放卷台S1，在收卷腔Q3内设置有用于连续收料的收卷台S2，在真空镀膜腔Q2内设置第一冷鼓S3、第二冷鼓S4（第一冷鼓S3、第二冷鼓S4统称为冷鼓）；第一、第二磁控溅射装置绕第一冷鼓S3周向设置，第三、第四磁控溅射装置绕第二冷鼓S4周向设置；柔性有机基材B1从放卷台S1上放出后导入第一冷鼓S3、经第一冷鼓S3冷却、顺序穿过第一、第二磁控溅射装置沉积阴极室S5、S6后形成单面膜B6由第一冷鼓S3导出；单面膜B6导入第二冷鼓S4、经第二冷鼓S4冷却、顺序穿过第三、第四磁控溅射装置沉积阴极室S7、S8后形成CIGS制备用强化隔离膜B7被收卷台S2收卷；柔性有机基材B1的上表面移动设置在第一冷鼓S3上，单面膜B6的下表面移动设置在第二冷鼓S4上，柔性有机基材B1的上表面与第一冷鼓S3周面紧密贴合，单面膜B6的下表面与第二冷鼓S4周面紧密贴合。
图示中，腔体Q被分割为由左至右的放卷腔Q1、真空镀膜腔Q2和收卷腔Q3，第一、第二磁控溅射装置绕位于真空镀膜腔Q2左侧的第一冷鼓S3周向设置在第一冷鼓S3左侧，第三、第四磁控溅射装置绕位于真空镀膜腔Q2右侧的第二冷鼓S4周向设置在第二冷鼓S4右侧；柔性有机基材B1经导向辊D1导向由第一冷鼓S3上方导入、由第一冷鼓S3下方引出后，再由第二冷鼓S4上方导入、经导向辊D2导向由第二冷鼓S4下方引出。
第一、第二、第三、第四控溅射装置的阴极靶面S9距冷鼓表面距离195～205mm。本案中，取该距离为200mm。
柔性有机基材为PET或柔性有机玻璃。本案中，柔性有机基材B1为PET。
磁控溅射装置包括第一、第二、第三、第四控溅射装置，其沉积阴极室S5、S6、S7、S8内的阴极靶材分别是Nb、Si、Si、Al，工作气体为惰性气体、反应气体为O2。本案中，惰性气体为氩气。
柔性有机基材B1依次通过第一至第四磁控溅射装置；在有氧反应磁控溅射沉积作用下，先后由组成上镀膜磁控溅射装置的第一、第二磁控溅射装置作用在柔性有机基材B1下表面依次沉积Nb2O5B1过渡层、SiO2下隔离层，继而先后由下镀膜磁控溅射装置的第三、第四磁控溅射装置作用在柔性有机基材上表面依次沉积SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
放卷腔Q1、真空镀膜腔Q2和收卷腔Q3内的真空状态是相互隔离的，即在放卷、或收卷时，真空镀膜腔Q2内依然可保持工作状态，为使用该CIGS制备用强化隔离膜的制备装置进行磁控溅射可以得到无限连续均匀的CIGS制备用强化隔离膜提供空间支撑。
通过控制真空镀膜腔Q2内的压强，在收卷台S2的拽引作用下柔性有机基材B1的连续移动速率，各磁控溅射装置的溅射功率、工作温度，各磁控溅射装置沉积阴极室内的真空度及充入的氧气流量、氩气流量，在各磁控溅射装置内使相应的阴极靶材发生有氧反应对柔性有机基材B1进行磁控溅射沉积镀膜为现有技术，此不赘述。
本实用新型同时提供一种CIGS制备用强化隔离膜，它包括柔性有机基材，通过磁控溅射技术依次沉积在柔性有机基材下表面上的Nb2O5过渡层、SiO2下隔离层和依次沉积在柔性有机基材上表面上的SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
上述的CIGS制备用强化隔离膜，柔性有机基材为PET，其厚度为120～130 ㎛；Nb2O5过渡层厚度为4～6nm，SiO2下隔离层厚度为8～12nm，SiO2上隔离层厚度为8～12nm，Al2O3硬化层厚度为8～12nm。
制备过程如下：
将厚度为120～130 ㎛、卷长度1500M、幅宽1340mm的柔性有机基材PET（本例中选用的柔性有机基材PET的厚度为125㎛）卷材放入放卷台S1，经导向辊D1导向由由第一冷鼓S3上方导入、穿过第一、第二磁控溅射装置与第一冷鼓S3间的缝隙、由第一冷鼓S3下方引出后，再由第二冷鼓S4上方导入、穿过第三、第四磁控溅射装置与第二冷鼓S4间的缝隙、经导向辊D2导向由第二冷鼓S4下方引出后，连接收卷台S2；
依次将阴极靶材Nb、Si、Si、Al靶材放入相应的磁控溅射装置沉积阴极室；
收卷台S2拽引柔性有机基材PET自放卷台S1连续匀速放卷；
在各磁控溅射装置内，以惰性气体氩气作为工作气体、以氧气为反应气体，使相应的阴极靶材发生有氧反应对柔性有机基材PET进行磁控溅射沉积镀膜，柔性有机基材PET经过第一磁控溅射装置时，在柔性有机基材PET的下表面沉积厚度为4～6nm的Nb2O5过渡层B2，又经过第二磁控溅射装置时，在Nb2O5过渡层B2上沉积厚度为8～12nm的SiO2下隔离层B3形成单面膜B6，又经过第三磁控溅射装置时，在柔性有机基材PET的上表面沉积厚度为8～12nm的SiO2上隔离层B4，又经过第四磁控溅射装置时，在SiO2上隔离层B4上沉积厚度为8～12nm的Al2O3硬化层B5形成CIGS制备用强化隔离膜B7；
CIGS制备用强化隔离膜B7由收卷台S2收卷。
本例中，成膜后的CIGS制备用强化隔离膜B7上Nb2O5过渡层B2、SiO2下隔离层B3、SiO2上隔离层B4、Al2O3硬化层B5的厚度分别为5nm、10nm、10nm、10nm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型在于提供一种CIGS制备用强化隔离膜的制备装置。以连续移动的柔性有机材料为基材，经该制备装置以柔性、卷绕式、连续型有机基材磁控溅射镀膜一次性制成的CIGS制备用强化隔离膜，具有较好的服帖性能，可广泛应用于柔性太阳能薄膜电池的生产制造中。
柔性有机基材表面附着的SiO2下隔离层为致密的SiO2层，对磁控溅射真空镀膜腔内的低压强起到隔离作用，避免柔性有机基材内部浅表存在的微小气泡、水汽受到低压强作用而释放，保证在CIGS制备用强化隔离膜磁控溅射镀膜时的膜质量。
由于过渡层Nb2O5、SiO2下隔离层薄膜层组合，更加有利于增宽透过光谱的范围，加宽光谱透射窗口宽度，有助于增加全光线透过率。
采用双冷鼓双面一次性沉积镀膜，即节省工时，又避免因二次收放卷沉积镀膜产生的缺陷，有助于提高成品率。
Claims (8)
1.CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，它包括在一个真空镀膜腔内的多个磁控溅射装置，各磁控溅射装置包括以惰性气体氩气作为工作气体、以氧气为反应气体的沉积阴极室、位于沉积阴极室内的阴极靶材；磁控溅射装置分为用于对连续移动的柔性有机基材下表面磁控溅射镀膜的下镀膜磁控溅射装置和用于对柔性有机基材上表面磁控溅射镀膜的上镀膜磁控溅射装置；在真空镀膜腔内还设置有用于对连续移动的柔性有机基材进行冷却的冷鼓。
2.根据权利要求1所述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，柔性有机基材为PET或柔性有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，磁控溅射装置包括阴极靶材分别是Nb、Si、Si、Al的第一至第四磁控溅射装置；组成下镀膜磁控溅射装置的第一、第二磁控溅射装置用于在柔性有机基材下表面依次沉积Nb2O5过渡层、SiO2下隔离层，组成上镀膜磁控溅射装置的第三、第四磁控溅射装置用于在柔性有机基材上表面依次沉积SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
4.根据权利要求1所述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，它包括一个具有放卷腔、真空镀膜腔和收卷腔的腔体，放卷腔、收卷腔内分别设置用于连续放料的放卷台、用于连续收料的收卷台，真空镀膜腔内设置第一、第二冷鼓；第一、第二磁控溅射装置绕第一冷鼓周向设置，第三、第四磁控溅射装置绕第二冷鼓周向设置；柔性有机基材从放卷台上放出后导入第一冷鼓、经第一冷鼓冷却、穿过第一、第二磁控溅射装置沉积阴极室后形成单面膜由第一冷鼓导出；单面膜导入第二冷鼓、经第二冷鼓冷却、穿过第三、第四磁控溅射装置沉积阴极室后形成CIGS制备用强化隔离膜被收卷台收卷；柔性有机基材的上表面移动设置在第一冷鼓上，单面膜的下表面移动设置在第二冷鼓上。
5.根据权利要求4所述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，第一、第二磁控溅射装置绕第一冷鼓周向设置在第一冷鼓左侧，第三、第四磁控溅射装置绕第二冷鼓周向设置在第二冷鼓右侧；柔性有机基材由第一冷鼓上方导入、由第一冷鼓下方引出后，再由第二冷鼓上方导入、由第二冷鼓下方引出。
6.根据权利要求4所述的CIGS制备用强化隔离膜制备装置，其特征是，第一、第二、第三、第四磁控溅射装置的阴极靶面距冷鼓表面距离195～205mm。
7.CIGS制备用强化隔离膜，其特征是：包括柔性有机基材，通过磁控溅射技术依次沉积在柔性有机基材下表面上的Nb2O5过渡层、SiO2下隔离层和依次沉积在柔性有机基材上表面上的SiO2上隔离层、Al2O3硬化层。
8.根据权利要求7所述的CIGS制备用强化隔离膜，其特征是，柔性有机基材为PET，其厚度为120～130 ㎛； Nb2O5过渡层厚度为4～6nm，SiO2下隔离层厚度为8～12nm，SiO2上隔离层厚度为8～12nm，Al2O3硬化层厚度为8～12nm。
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| CN110004423A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-12 | 南京汇金锦元光电材料有限公司 | Cigs制备用强化隔离膜及制备方法 |
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