專(zhuān)利名稱(chēng)：沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噴涂裝置，特別是一種噴涂沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電
薄膜的噴涂裝置。
背景技術(shù)：
目前，由于薄膜太陽(yáng)電池具有良好的半導(dǎo)體光電子學(xué)性能，而且能大大節(jié)省昂貴 的晶硅半導(dǎo)體材料，成本較晶硅太陽(yáng)能電池低，因而越來(lái)越得到廣泛使用。而薄膜太陽(yáng)電 池的光電流引出必須通過(guò)一種既透明又導(dǎo)電的材料，稱(chēng)為透明導(dǎo)電薄膜的材料來(lái)完成。現(xiàn) 有的沉積大面積(10X10cm2以上)透明導(dǎo)電薄膜的裝置為射頻濺射沉積裝置和常壓壓縮 氣體噴涂裝置(APCVD)。射頻濺射沉積裝置需要高真空系統(tǒng)，設(shè)備較復(fù)雜且昂貴，不便生產(chǎn) 低成本透明導(dǎo)電薄膜，另外，射頻濺射沉積裝置生產(chǎn)出透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻最小僅為 70 90Q / □;品質(zhì)因子達(dá)到10 (以300nm到llOOnm波長(zhǎng)入射光平均透過(guò)率計(jì)算)。壓 縮氣體噴涂裝置可實(shí)現(xiàn)低成本的目標(biāo)，但成膜的質(zhì)量、均勻性和電學(xué)性等都不能滿足薄膜 太陽(yáng)電池的較高要求。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)為ZL99116819.4，名稱(chēng)為透明導(dǎo)電薄膜和 減反射薄膜噴涂裝置及其方法，提供了一種噴涂沉積透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其采用超 聲波霧化器，把配制好的溶液在噴涂之前預(yù)先進(jìn)行霧化，再在載氣攜帶下噴涂到加熱好的 襯底上，形成透明導(dǎo)電薄膜；這樣的噴涂裝置，由于預(yù)先霧化的氣體必須要用攜帶氣體輸運(yùn) 到噴嘴部位，而不論攜帶氣體是否參與反應(yīng)，它都隨霧化氣體一起到達(dá)襯底表面，導(dǎo)致形成 的導(dǎo)電薄膜不均勻，另外，要完成攜帶任務(wù)的氣體的流量無(wú)法控制，且攜帶氣流對(duì)襯底有冷 卻作用，因而更加降低了薄膜的質(zhì)量和大面積的均勻性，所形成薄膜的品質(zhì)因子只能達(dá)到 30(以300nm到1100nm波長(zhǎng)入射光平均透過(guò)率計(jì)算)。另一種更普遍的噴涂裝置，用于制備 Sr^透明導(dǎo)電薄膜，是借助高壓載氣通過(guò)噴槍將源溶液霧化，并攜帶至加熱的襯底，進(jìn)行熱 解反應(yīng)，如A. K. Saxena and R. Thangaraj等人在1985年出版的出版物Thin Solid Films 131，第121頁(yè)，以及R. Pommier and C. Grill等人在1981年出版的出版物Thin Solid Films 77，第91 97頁(yè)所公開(kāi)的；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL01121721. 9公開(kāi)了一種液體噴涂裝置， 也是用液體為原料，借助高壓載氣通過(guò)噴槍將源溶液霧化，噴嘴的設(shè)計(jì)是具有雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi) 部為液體存儲(chǔ)單元，外部有氣體噴射單元，不足之處是霧化微粒的大小直接與氣體流量有 關(guān)，若壓縮氣體的流量太高，則會(huì)大大降低加熱好的襯底溫度的均勻性，另外，若噴嘴的孔 隙太大也會(huì)降低霧化的效果，因此，所形成的薄膜質(zhì)量難以保證。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種沉積大面積透明導(dǎo)電薄膜的質(zhì)量以及 均勻性良好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)出的導(dǎo)電薄膜成本較低的噴涂裝置。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的一種沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電 薄膜的噴涂裝置，用于在加熱的襯底表面上形成連續(xù)透明導(dǎo)電薄膜，包括噴頭，該噴頭包括 超聲換能器、液體霧化生成器以及位于超聲換能器和液體霧化生成器之間的連桿，所述連桿內(nèi)設(shè)有液體輸送通道，所述液體霧化生成器上設(shè)有與所述液體輸送通道相連通的霧化 面。 所述超聲換能器可由兩個(gè)疊合在一起的壓電陶瓷超聲換能器構(gòu)成，所述壓電陶瓷 超聲換能器中的壓電陶瓷呈盤(pán)片狀，且鄰近液體霧化生成器的一端連接高頻電極，另一端 連接接地電極，該壓電陶瓷超聲換能器通過(guò)高頻電極及接地電極上的導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器 電連接。 所述超聲換能器也可以是一種是磁致伸縮超聲換能器。該磁致伸縮超聲換能器由 外殼、一端與外殼滑動(dòng)連接，另一端與所述連桿固定連接的變幅桿、置于外殼內(nèi)的磁致伸縮 材料件、永磁體、線圈以及導(dǎo)柱構(gòu)成，所述導(dǎo)柱設(shè)置在外殼的中部且其一端與外殼的底面固 定連接，另一端穿入所述變幅桿的凹槽內(nèi)且與其滑動(dòng)連接，所述永磁體設(shè)置在磁致伸縮材 料件的兩端，所述線圈套裝在變幅桿上。 采用這樣的結(jié)構(gòu)后，一方面，由于該噴涂裝置采用超聲換能器，本實(shí)用新型優(yōu)選為 壓電陶瓷或磁致伸縮超聲換能器，該超聲換能器在壓電陶瓷接收到超聲波發(fā)生器的電信號(hào) 后或者磁致伸縮材料件在永磁體提供的偏置磁場(chǎng)及線圈產(chǎn)生的激勵(lì)磁場(chǎng)的作用下，將電能 轉(zhuǎn)換成高頻超聲波能量，使與超聲換能器固定連接的液體霧化生成器及連桿作超聲振蕩的 機(jī)械運(yùn)動(dòng)，即振動(dòng)，同時(shí)液體通過(guò)液體輸送通道輸送到霧化面上，在超聲振蕩作用下液體在 霧化面上霧化成微小微粒，霧化的微粒擴(kuò)散到襯底表面，因此，這種結(jié)構(gòu)的噴涂裝置，霧化 氣體可直接在噴頭的霧化面上形成，且霧化的微粒是通過(guò)擴(kuò)散到達(dá)襯底的表面而不需要使 用載氣；另一方面，在噴涂時(shí)也無(wú)需使用壓縮氣體，霧化顆粒尺寸受控于超聲換能器所產(chǎn)生 的超聲波的頻率，而超聲波的頻率可以恒定不變，因此，霧化顆粒的尺寸均勻，襯底溫度在 薄膜的形成過(guò)程中恒定不變，從而使得沉積出的大面積透明導(dǎo)電薄膜均勻一致，質(zhì)量較現(xiàn) 有技術(shù)大為提高，其方塊電阻可達(dá)4Q/口，品質(zhì)因子(Figure of Merits)達(dá)到40(以300nm 到1100nm波長(zhǎng)入射光平均透過(guò)率計(jì)算)。另外，噴涂裝置所采用的零部件較少，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，所生產(chǎn)出的導(dǎo)電薄膜成本也較低。 作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，在所述超聲換能器與連桿之間還設(shè)有一密封殼體， 在該密封殼體的一側(cè)部設(shè)有用于開(kāi)啟或者封閉該密封殼體的密封蓋。采用這樣的結(jié)構(gòu)后， 可有效防止工作液體從噴頭中逸出。 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述密封殼體內(nèi)還設(shè)有由水冷卻通道構(gòu)成的水 冷卻機(jī)構(gòu)。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，可有效降低噴頭受到襯底加熱器的熱輻射影響，延長(zhǎng)噴頭的 使用壽命。 作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn)，所述的液體霧化生成器呈削邊球體，該削邊球體 的球面構(gòu)成所述霧化面。采用這樣的球面霧化面，使霧化面積更大，提高了液體的霧化效率。 作為本實(shí)用新型的再一種改進(jìn)，該裝置還包括將加熱的襯底或者噴頭進(jìn)行勻速行 進(jìn)的傳動(dòng)裝置。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，能將霧化的液體微粒更快、更均勻地大面積噴灑在加熱 好的襯底上，可大大提高工作效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。[0013]


圖1為本實(shí)用新型沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置中噴頭的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為
圖1中沿A-A線的剖視圖。 圖3為本實(shí)用新型沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置中磁致伸縮超聲換能器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式參見(jiàn)
圖1至3所示的一種沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，用于在加熱的襯底表面上形成連續(xù)透明導(dǎo)電薄膜，其包括噴頭，該噴頭包括超聲換能器1、液體霧化生成器2以及位于超聲換能器1和液體霧化生成器2之間的連桿3，所述連桿3內(nèi)設(shè)有液體輸送通道4，所述液體霧化生成器2上設(shè)有與所述液體輸送通道4相連通的霧化面2-1。 如圖l所示，所述超聲換能器l由兩個(gè)疊合在一起的壓電陶瓷超聲換能器l-l、l-2構(gòu)成，所述壓電陶瓷超聲換能器中的壓電陶瓷呈盤(pán)片狀，且鄰近液體霧化生成器2的一端連接高頻電極1-1-1，另一端連接接地電極1-2-1，該壓電陶瓷超聲換能器通過(guò)高頻電極及接地電極上的導(dǎo)線7與超聲波發(fā)生器電連接。圖中未示超聲波發(fā)生器。[0018] 如圖3所示，所述超聲換能器1是一種磁致伸縮超聲換能器。該磁致伸縮超聲換能器由外殼la-l、一端與外殼la-l滑動(dòng)連接，另一端與所述連桿3固定連接的變幅桿la-2、置于外殼la-l內(nèi)的磁致伸縮材料件la-3、永磁體la-4、la-5、線圈la_6以及導(dǎo)柱la_7構(gòu)成，所述導(dǎo)柱la-7設(shè)置在外殼la-l的中部且其一端與外殼la-l的底面固定連接，另一端穿入所述變幅桿la-2的凹槽內(nèi)且與其滑動(dòng)連接，在導(dǎo)柱la-7的自由端可設(shè)置一調(diào)節(jié)螺母la-8，在調(diào)節(jié)螺母la-8與變幅桿la_2之間還設(shè)有一彈簧la-9，通過(guò)調(diào)節(jié)螺母la_8及彈簧la-9，可對(duì)磁致伸縮材料件la-3施加不同的預(yù)緊力；所述永磁體la-4、la-5設(shè)置在磁致伸縮材料件la-3的兩端，所述線圈la-6套裝在變幅桿la_2上。 如
圖1所示，在所述超聲換能器1與連桿3之間還設(shè)有一密封殼體5，該殼體5由防腐材料，例如石英玻璃或陶瓷或抗腐蝕的金屬等制成，在該密封殼體5的一端設(shè)有用于開(kāi)啟或者封閉該密封殼體5的密封蓋5-1。在所述密封殼體5內(nèi)還設(shè)有用于冷卻噴頭的由水冷卻通道6構(gòu)成的水冷卻機(jī)構(gòu)。該水冷卻通道6的進(jìn)水口 6-1及出水口 6-2可設(shè)置在殼體5的同一側(cè)。殼體5與密封蓋5-1之間及與連桿3之間可分別采用橡膠密封圈實(shí)現(xiàn)密封連接。 為能將霧化的液體微粒更快、更均勻地大面積噴灑在加熱好的襯底上，提高工作效率，可在加熱的襯底或者噴頭上安裝使其作勻速行進(jìn)的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置可由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的鏈條、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，圖中未示。當(dāng)然，也可采用其它傳動(dòng)裝置，例如同步帶、同步輪等。 本實(shí)用新型中的超聲換能器所產(chǎn)生的超聲波振蕩的振幅可以通過(guò)輸入的電功率來(lái)控制。本實(shí)用新型的襯底為玻璃襯底，當(dāng)該襯底面積過(guò)大時(shí)，可線性排布數(shù)只噴頭。[0022] 在噴涂工作時(shí)，參與反應(yīng)的液體通過(guò)液體輸送通道4輸送到噴頭的霧化面2-1上，液體在超聲高頻的振蕩機(jī)械運(yùn)動(dòng)作用下形成均勻霧化微粒，均勻大面積地沉積在加熱好的襯底上，并在設(shè)定的溫度下分解反應(yīng)形成連續(xù)薄膜。[0023] 本實(shí)用新型經(jīng)過(guò)試用，取得了良好的效果。
權(quán)利要求一種沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，用于在加熱的襯底表面上形成連續(xù)透明導(dǎo)電薄膜，其包括噴頭，其特征在于該噴頭包括超聲換能器(1)、液體霧化生成器(2)以及位于超聲換能器(1)和液體霧化生成器(2)之間的連桿(3)，所述連桿(3)內(nèi)設(shè)有液體輸送通道(4)，所述液體霧化生成器(2)上設(shè)有與所述液體輸送通道(4)相連通的霧化面(2-1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于所述超聲換能器(1)由兩個(gè)疊合在一起的壓電陶瓷超聲換能器(l-l、l-2)構(gòu)成，所述壓電陶瓷超聲換能器中的壓電陶瓷呈盤(pán)片狀，且鄰近液體霧化生成器(2)的一端連接高頻電極(1-1-1)，另一端連接接地電極(1-2-1)，該壓電陶瓷超聲換能器通過(guò)高頻電極及接地電極上的導(dǎo)線與超聲波發(fā)生器電連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于所述超聲換能器(1)是磁致伸縮超聲換能器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于所述磁致伸縮超聲換能器由外殼(la-l)、一端與外殼(la-l)滑動(dòng)連接，另一端與所述連桿(3)固定連接的變幅桿(la-2)、置于外殼(la-l)內(nèi)的磁致伸縮材料件(la-3)、永磁體(la-4、la-5)、線圈(la_6)以及導(dǎo)柱(la_7)構(gòu)成，所述導(dǎo)柱(la_7)設(shè)置在外殼(la-l)的中部且一端與外殼(la-l)的底面固定連接，另一端穿入所述變幅桿(la-2)的凹槽內(nèi)且與其滑動(dòng)連接，所述永磁體(la-4、la-5)設(shè)置在磁致伸縮材料件(la_3)的兩端，所述線圈(la-6)套裝在變幅桿(la-2)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于在所述超聲換能器(1)與連桿(3)之間還設(shè)有一密封殼體(5)，在該密封殼體(5)的一側(cè)部設(shè)有用于開(kāi)啟或者封閉該密封殼體(5)的密封蓋(5-1)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于在所述密封殼體(5)內(nèi)設(shè)有由水冷卻通道(6)構(gòu)成的水冷卻機(jī)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于所述的液體霧化生成器(2)呈削邊球體，該削邊球體的球面構(gòu)成所述霧化面(2-1)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于該裝置還包括將加熱的襯底或者噴頭進(jìn)行勻速行進(jìn)的傳動(dòng)裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的鏈條、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種沉積大面積太陽(yáng)電池用透明導(dǎo)電薄膜的噴涂裝置，包括噴頭，該噴頭包括超聲換能器、液體霧化生成器以及位于超聲換能器和液體霧化生成器之間的連桿，所述連桿內(nèi)設(shè)有液體輸送通道，所述液體霧化生成器上設(shè)有與所述液體輸送通道相連通的霧化面。所述超聲換能器為壓電陶瓷或磁致伸縮超聲換能器；在所述超聲換能器與連桿之間設(shè)有一密封殼體，該密封殼體內(nèi)還設(shè)有由水冷卻通道構(gòu)成的水冷卻機(jī)構(gòu)，該噴涂裝置還可安裝有將加熱的襯底或者噴頭進(jìn)行勻速行進(jìn)的傳動(dòng)裝置。本實(shí)用新型噴涂裝置所沉積的大面積透明導(dǎo)電薄膜的質(zhì)量及均勻性優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)出的導(dǎo)電薄膜成本較低，適合在太陽(yáng)電池透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)中推廣使用。
文檔編號(hào)B05B13/02GK201446049SQ200920042828
公開(kāi)日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者吳小平, 周之斌 申請(qǐng)人:常州日月機(jī)械有限公司