[实用新型]CdCl2气相升华后处理CdTe多晶薄膜用的石墨舟

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜光伏电池退火用的石墨舟，特别是指利用CdCl₂气相升华法对CdTe多晶薄膜进行后处理用的石墨舟。

背景技术

CdTe是一种化合物半导体，在太阳电池中一般作吸收层。由于它的直接带隙为1.45eV，接近太阳光辐射光谱峰值的能量范围，光吸收系数极大，厚度为1um的薄膜，足以吸收大于CdTe禁带能量的辐射能量的99％以上，允许的最高理论转换效率在大气质量AM1.5条件下高达27％。CdTe容易沉积成大面积的薄膜，沉积速率也高。因此，CdTe薄膜光伏电池的制造成本较低，是应用前景较好的一种太阳电池。

对CdTe薄膜进行退火可直接影响薄膜和器件的性能，如促进晶粒长大，钝化晶界缺陷等。CdTe薄膜的后处理通常用采用在CdCl₂空气气氛中或氮气气氛中进行。一般来说，CdTe薄膜的后处理有三种方式：(1)CdCl₂溶液处理法：把生长了CdTe薄膜的衬底浸入CdCl₂甲醇溶液中，然后让甲醇挥发，CdCl₂保留在其表面，然后退火。这是一种实验室方法，不适合产业化生产。缺点是使用了含有Cd离子的溶液；热处理后，CdTe表面有CdCl₂残留，这增加了额外的去CdCl₂残留工艺。(2)蒸发CdCl₂处理法：采用不锈钢腔体，4N的CdCl₂颗粒放入石墨(或石英舟)中，上面加一个多孔的盖子，以让CdCl₂蒸气均匀到达衬底。衬底和源舟之间的距离为15cm。沉积需要真空，该工艺过程中衬底不需要加热。沉积了大约厚度的CdCl₂后，把样品放在退火炉中，在390℃温度下退火25min。(3)CdCl₂气相升华处理法：该方法利用空气将CdCl₂分子输运到CdTe薄膜表面，不需要方法(2)的CdCl₂沉积过程，该方法简单，方便控制，节约原料。

目前CdCl₂气相升华退火法一般先在石英片上涂覆CdCl₂，制成CdCl₂源片；然后再在CdCl₂源片上放置两根互相平行的石英垫条，并将薄膜膜面朝下倒扣于垫条上，最后将CdCl₂源片连同薄膜一起放入退火炉中进行热处理。由于石英垫条不能固定，所以在操作中，放置在垫条上的薄膜很容易移动，另外由于石英材料导热性的限制，涂覆在石英片上的CdCl₂被加热后难以均匀的到达薄膜表面，从而影响了退火的效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用CdCl₂气相升华法对CdTe多晶薄膜进行后处理用的石墨舟，该石墨舟更适合卧式管式退火炉，可同时对多片CdTe多晶薄膜进行后处理。

本实用新型的石墨舟，包括：一矩形底座，矩形底座外侧面有一用于插入热电偶的凹槽，矩形底座上嵌套有与矩形底座同样大小的叁个依次往上相互嵌套的矩形支撑圈，在第一个相互嵌套的两个矩形支撑圈之间留有的间隙用于放置石墨多孔限流薄片，在第二个相互嵌套的两个矩形支撑圈之间留有的间隙用于放置待退火的CdTe多晶薄膜片，最上面的矩形支撑圈上盖有顶盖。矩形底座和矩形支撑圈的内壁上部有一“L”形台阶，矩形支撑圈的外壁下部有一倒“L”形台阶用于矩形支撑圈的相互嵌套及矩形底圈的嵌套。矩形底座的内底面涂覆有CdCl₂，该CdCl₂层命名为CdCl₂源层，相互嵌套的矩形支撑圈和矩形底座的高度要保持CdCl₂源层与多孔限流薄片之间的距离为1～10mm，多孔限流薄片和待后处理的CdTe多晶薄膜片之间的距离为1～10mm。

本实用新型的优点是：舟体采用全石墨材料，可使石墨舟腔体内部温场更均匀。在CdCl₂源片和待退火CdTe多晶薄膜片间增加多孔限流薄片，可保证CdCl₂分子均匀到达待退火样品表面。便于移动的石墨顶盖，可使石墨舟实现封闭式或开放式工作的任意转换。热电偶置于石墨底座凹槽内，可更精确地反映石墨舟腔体内温度。

附图说明

图1为本实用新型的石墨舟的剖面结构示意图。

图2为本实用新型的矩形底座的剖面结构示意图。

图3为本实用新型的矩形支撑圈的剖面结构示意图。

具体实施方式