光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102286724A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102286724A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110256279.6(22)申请日2011.09.01(71)申请人基迈克材料科技（苏州）有限公司地址215214江苏省苏州市吴江汾湖经济开发区汾杨路东侧(72)发明人庄志杰(74)专利代理机构上海宏威知识产权代理有限公司31250代理人郭春远(51)Int.Cl.C23C14/34(2006.01)C23C14/14(2006.01)B22D18/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法(57)摘要光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法，采用5N以上高纯度铜、镓、铟原料，采用中频感应熔炼的方式熔化上述单一金属或合金，其中先熔化高熔点的金属再熔化低熔点的金属，模具预热，真空环境下进行浇铸，浇铸中保持加温。采用真空熔炼技术在真空环境中，通过对合金材料组分、纯度、晶相以及对精密熔炼工艺的控制，制备出具有杂质含量低、组分均匀性好、气体含量低、无偏析和内部结构优异的铜铟合金旋转靶材。该旋转靶材的使用效率可以达到75-85%，在生产时冷却效果更好，生产连续性明显提高，同时沉积速率和单位时间内的产量显著增加。CN1028674ACCNN110228672402286736A权利要求书1/1页1.光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法，其特征是：采用5N以上高纯度铜、镓、铟原料，采用中频感应熔炼的方式熔化上述单一金属或合金，其中先熔化高熔点的金属再熔化低熔点的金属，模具预热，真空环境下进行浇铸，浇铸中保持加温。2.如权利要求1所述的光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法，其特征在于，采用中频感应熔炼确保材料组织均匀性，以熔点高低先后熔化不同金属，确保各金属之间，能完全融合，防止偏析，真空浇铸避免产生气孔和发生氧化，模具预热避免熔化的合金液体注入到低温模具中时发生凝固使残留气体不能逸出而产生气孔，浇铸中保持加温，确保浇铸的液体不会立即凝固，供气体充分溢出确保材料致密，另外，在浇铸时还要保持炉体内料液的熔化状态，避免凝固。3.如权利要求1所述的光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法，其特征在于，称取7.5公斤重量的6N高纯铜锭，2.5公斤重量的5N高纯度镓，铜鎵的重量比为75：25wt%；启动真空感应熔炼炉，预热20分钟，先投入铜锭，禁止直接接触材料，避免污染影响材料纯度，升温至铜锭熔化后投入金属镓，同时将石墨模具预热数分钟，保持石墨模具温度在300℃，保持真空感应熔炼炉温度1100℃30分钟后，开始浇铸，即将铜镓合金液放入预热石墨模具，冷却成型后脱模制得铜镓旋转靶材。4.如权利要求3所述的光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法，其特征在于，模具温度一直保持300℃，浇铸完成后关闭石墨模具加热器，自然降温，在铜镓合金已经完全凝固，温度降至150℃后，将铜镓合金管状旋转靶材从石墨模具中取出，对外形进行机械加工后形成成品。2CCNN110228672402286736A说明书1/4页光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法技术领域[0001]本发明涉及国际分类C23C对金属材料的镀膜、用金属材料对材料的镀膜、表面扩散法，化学转化或置换法的金属材料表面处理、真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀膜等相关技术，特别是一种用于光伏吸收层溅射镀膜的铜镓合金旋转靶材及制备方法。背景技术[0002]目前，光伏(PVorphotovoltaic)是太阳能光伏发电系统(photovoltaicpowersystem)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。[0003]光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料，例如硅制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。[0004]例如，铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能光伏电池板即为一种重要的现有技术。其基本结构见附图1，即有增透层、透明电极、窗口层、缓冲层、吸收层、背电极层和基板构成，值得注意的是，其中对太阳能光电转换效率影响最大的结构在于吸收层薄膜的制备质量，而决定吸收层的制备