【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池制造，涉及一種碲化鎘電池，尤其涉及一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法及其裝置系統。
技術介紹
1、目前，碲化鎘薄膜太陽電池作為最成功的商業化薄膜太陽電池技術，在節能減排中發揮著重要作用。氯化鎘熱處理工藝對于高效碲化鎘薄膜組件的制備具有決定性作用，而未經氯化鎘熱處理的碲化鎘吸收層材料存在大量缺陷，容易造成嚴重的光生載流子復合，使得組件效率差，甚至不到10%。相較之下，經過氯化鎘熱處理的碲化鎘吸收層材料的缺陷和復合顯著減小，且組件效率能夠提升至15%以上，最高可達19%。
2、現有的氯化鎘熱處理工藝包括濕法和干法兩種工藝。其中，濕法工藝通常采用氯化鎘溶液，經過噴涂、輥涂、浸泡等方式將溶液涂覆在碲化鎘表面，然后在大氣或保護氣氛中進行300-550℃的退火處理。干法工藝采用真空鍍膜設備，在碲化鎘薄膜表面進行100-1000nm氯化鎘薄膜的沉積，然后進行300-550℃的退火處理。
3、相較于濕法工藝，干法工藝能夠制備得到更加均勻分布的氯化鎘膜層，有利于改善氯化鎘熱處理的均勻性，提高碲化鎘薄膜組件效率。然而，干法工藝對真空設備的要求高，設備和組件制造成本高。相對而言，濕法工藝簡單，設備和制造成本低，更有利于大規模產業化。然而，目前所采用的濕法工藝，難以獲得分布均勻的氯化鎘膜層，進而對氯化鎘的熱處理效果和碲化鎘組件的效率帶來不利影響。
4、為了進一步改善濕法氯化鎘的均勻性，本領域技術人員主要從濕法工藝以及含氯溶液配方等方面進行改進，一定程度上改善了氯化鎘的宏觀分布均勻性。然而，在微米尺度上
5、此外，濕法工藝主要包括噴涂與輥涂，其中的噴涂是以霧化液滴的形式到達碲化鎘膜面，輥涂則是以氯化鎘溶液的形式到達碲化鎘膜面，之后兩者都要經歷溶液揮發和氯化鎘結晶析出的過程，而在結晶過程中，氯化鎘極易團聚，形成分散的顆粒，造成膜層的不連續和不完全覆蓋。
6、由此可見，如何提供一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法，改善氯化鎘膜層的連續性和微觀均勻性，在提高碲化鎘薄膜組件效率的同時降低處理成本和設備成本，成為了目前本領域技術人員迫切需要解決的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法及其裝置系統，改善了氯化鎘膜層的連續性和微觀均勻性，在提高碲化鎘薄膜組件效率的同時降低了處理成本和設備成本。
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法，包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、氯化鎘熱噴涂和退火處理。
4、其中，所述氯化鎘熱噴涂過程中，對氯化鎘溶液和碲化鎘樣品分別進行加熱；所述氯化鎘熱噴涂和退火處理分別進行至少1次。
5、本專利技術提供的氯化鎘熱處理方法在噴涂之前對碲化鎘樣品及氯化鎘溶液分別進行加熱，使得霧化的氯化鎘液滴向碲化鎘樣品表面遷移時受到高溫作用，溶劑（如水或乙醇）發生氣化，最終到達碲化鎘樣品表面的主要是細化分散的氯化鎘顆粒，這種微小固體顆粒直接吸附于碲化鎘薄膜表面成膜，避免了液滴存在的結晶和團聚效應，從而防止了分散大顆粒的形成，且樣品高溫同樣有利于成膜初期形核過程中的小顆粒（反應前軀體）橫向遷移，顯著改善了氯化鎘膜層的連續性和微觀均勻性。
6、此外，本專利技術對氯化鎘溶液進行加熱，減小了氯化鎘噴涂對碲化鎘樣品溫度均勻性的不利影響，從而有效防止了樣品的玻璃襯底因受熱不均而出現破裂現象，且后續的退火處理充分減少了碲化鎘薄膜材料中的缺陷和復合，提高了碲化鎘薄膜組件效率的同時降低了處理成本和設備成本，有利于大規模推廣應用。
7、優選地，所述氯化鎘熱處理方法包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、第一氯化鎘熱噴涂、第一退火處理、第二氯化鎘熱噴涂和第二退火處理。
8、本專利技術采用二次氯處理促進了硒在碲化鎘層中的充分擴散，對缺陷進行二次鈍化，顯著提升了短路電流密度，改善了電池性能和發電效率。
9、優選地，所述碲化鎘樣品預熱之前對碲化鎘樣品進行第一大氣等離子清洗。
10、優選地，所述碲化鎘樣品預熱和氯化鎘熱噴涂之間對碲化鎘樣品進行第二大氣等離子清洗。
11、優選地，所述碲化鎘樣品預熱的溫度為50-200℃。
12、優選地，所述氯化鎘熱噴涂過程中，氯化鎘溶液的加熱溫度為50-100℃。
13、優選地，所述氯化鎘熱噴涂過程中，碲化鎘樣品的加熱溫度為50-200℃。
14、優選地，所述退火處理的溫度為300-450℃。
15、優選地，所述氯化鎘熱處理方法采用的氯化鎘溶液濃度為5-30wt%，噴涂流量為2-4ml/min。
16、第二方面，本專利技術提供一種如第一方面所述氯化鎘熱處理方法采用的裝置系統，包括依次連接的預熱室、熱噴涂室和退火室。
17、其中，所述預熱室、熱噴涂室和退火室的內部分別設置有樣品加熱裝置，所述熱噴涂室的內部還設置有溶液加熱裝置和噴涂裝置。
18、優選地，所述裝置系統包括依次連接的預熱室、第一熱噴涂室、第一退火室、第二熱噴涂室和第二退火室。
19、優選地，所述預熱室的上游設置有第一大氣等離子清洗裝置。
20、優選地，所述預熱室和熱噴涂室之間設置有第二大氣等離子清洗裝置。
21、相對于現有技術，本專利技術具有以下有益效果：
22、（1）本專利技術提供的氯化鎘熱處理方法在噴涂之前對碲化鎘樣品及氯化鎘溶液分別進行加熱，使得霧化的氯化鎘液滴向碲化鎘樣品表面遷移時受到高溫作用，溶劑發生氣化，最終到達碲化鎘樣品表面的主要是細化分散的氯化鎘顆粒，這種微小固體顆粒直接吸附于碲化鎘薄膜表面成膜，避免了液滴存在的結晶和團聚效應，從而防止了分散大顆粒的形成，且樣品高溫同樣有利于成膜初期形核過程中的小顆粒橫向遷移，顯著改善了氯化鎘膜層的連續性和微觀均勻性。
23、（2）本專利技術對氯化鎘溶液進行加熱，減小了氯化鎘噴涂對碲化鎘樣品溫度均勻性的不利影響，從而有效防止了樣品的玻璃襯底因受熱不均而出現破裂現象，且后續的退火處理充分減少了碲化鎘薄膜材料中的缺陷和復合，提高了碲化鎘薄膜組件效率的同時降低了處理成本和設備成本，有利于大規模推廣應用。
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1.一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱處理方法包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、氯化鎘熱噴涂和退火處理；
2.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱處理方法包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、第一氯化鎘熱噴涂、第一退火處理、第二氯化鎘熱噴涂和第二退火處理。
3.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述碲化鎘樣品預熱之前對碲化鎘樣品進行第一大氣等離子清洗；
4.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述碲化鎘樣品預熱的溫度為50-200℃。
5.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱噴涂過程中，氯化鎘溶液的加熱溫度為50-100℃；
6.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述退火處理的溫度為300-450℃。
7.根據權利要求1或2所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱處理方法采用的氯化鎘溶液濃度為5-30wt%，噴涂流量為2-4mL/min。
8.一種如權利要求1-7任一項所述氯化鎘熱
9.根據權利要求8所述的裝置系統，其特征在于，所述裝置系統包括依次連接的預熱室、第一熱噴涂室、第一退火室、第二熱噴涂室和第二退火室。
10.根據權利要求8所述的裝置系統，其特征在于，所述預熱室的上游設置有第一大氣等離子清洗裝置；
...【技術特征摘要】
1.一種碲化鎘電池的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱處理方法包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、氯化鎘熱噴涂和退火處理；
2.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱處理方法包括依次進行的碲化鎘樣品預熱、第一氯化鎘熱噴涂、第一退火處理、第二氯化鎘熱噴涂和第二退火處理。
3.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述碲化鎘樣品預熱之前對碲化鎘樣品進行第一大氣等離子清洗；
4.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述碲化鎘樣品預熱的溫度為50-200℃。
5.根據權利要求1所述的氯化鎘熱處理方法，其特征在于，所述氯化鎘熱噴涂過程中，氯化鎘溶液的加熱溫度為50-100...
【專利技術屬性】
技術研發人員：阮澤云，趙曉非，王韜文，劉杰鵬，
申請(專利權)人：福萊特玻璃集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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