制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的反应装置及方法

摘要

本发明属于太阳能电池制造领域，尤其涉及制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置及方法。该反应装置包括，一可提供柔性衬底并具有一可密闭的供应腔室的供应室；一具有贯设其中且可密闭的反应通道的反应室；一具有一可密闭的收料腔室的收料室；一控制系统，包括多个可控制气体进入个腔室的阀门以及可检测个腔室内气体状态的检测组件；各腔室连通构造成一个密闭空间，所述反应通道密闭连接有一可动态调节所述反应通道内气体状态的气体平衡器。如此，通过该气体平衡器可动态调节反应通道内的气体状态，使其始终处于反应所需的气体状态，确保了吸收层沉积于所述预置层上的均匀性，提高生产良率。

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池制造领域，尤其涉及制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置及方法。 

背景技术

近年来，人们越来越关注能源和环境的问题，核能和太阳能是最具有发展前景的新能源。但自从日本发生了核泄漏之后，人们开始意识到，太阳能才是最安全和最环保的一种新能源。太阳能电池能可将太阳光直接转化成电能。太阳能电池是以半导体制成的，基本上，当太阳光照射太阳能电池时，部分的太阳光被吸收在半导体材料内。透过其内的p型半导体及n型半导体，产生电子(负)及空穴(正)，同时分离电子与空穴而形成电压降，能量激发电子脱离束缚，使得电子自由流动。所有太阳能电池内部都有一个或多个电场，可迫使电子光吸收释放了在某一方向流动，这个流电子束电流通过金属接触可以收集到太阳能电池的顶部和底部，再经由导线传输至负载。这意味着能量吸收的太阳光能转换为半导体能量。同时，电流大小连同太阳能电池的内置的电场产生的电压体现了太阳能电池的容量。 

传统的太阳能电池的制造，使用硅作为可吸收光的单晶或多晶硅晶片。晶圆片经过几个流程步骤，然后被集成到一个模块。由于晶硅太阳能电池的材料和工艺成本高，导致其太阳能电池模块造价昂贵。薄膜太阳能电池技术在过去三十年得到了大力发展。它比晶硅太阳能电池的制造成本低。通常，薄膜太阳能电池的半导体吸收层厚度不到硅晶电池吸收层厚度的百分之一,这一吸收层被沉积在成本相对低的衬底材料上，适用于低成本大规模生产。 

在经过第一代单晶硅太阳能电池，第二代多晶硅太阳能电池、非晶硅太 阳能电池的发展演变，迎来了第三代薄膜太阳能光伏电池。其中，CIGS薄膜太阳电能池【由铜（Copper）、铟（Indium）、镓（Gallium）、硒（Selenium）构成的化合物半导体，取各开头字母命名的CIGS】具有高光吸收系数，高转化效率，可调的禁带宽度，高稳定性，较强的抗辐射能力等优点，受到人们的普遍重视。在实验室中，转换效率已达到20%以上，即使厚度为1μm的薄膜，也可以获得极大的发电量，是目前转化效率最高的薄膜光伏电池，被业界誉为：太阳能电池产品的明日之星。 

CIGS薄膜是薄膜技术的一种，CIGS薄膜使用IB、IIIA、VIA族化学元素合成半导体作为吸太阳光吸收层，其包括一些IB族(铜、银、金)、IIIA族(硼、铝、镓,铟、钛)和VIA族(氧、硫、硒、碲、钋)的物质或元素。 

如图1所示，典型的CIGS薄膜太阳能电池由下往上依次包括以下组成部分：衬底201、沉积于所述衬底201上的背电极层202、吸收层204、过渡层205、TCO层（导电氧化物薄膜层）206、上电极层207。其中，衬底201通常为玻璃、金属箔、塑料、等衬底，背电极层202为Mo或者它的化合物，吸收层204主要由CIGS化合物组成如Cu(InGa)Se₂组成，过渡层205通常为CdS或ZnS，TCO层206为i-ZnO和n-ZnO:Al，上电极层207为Ni/Al，银，铜等导电物质。 

半导体吸收层204是CIGS太阳能电池的核心部分，通常由包含IB族、II1A族、和V1A族元素组成，例如铜与铟和/或硒的合金，或铝与硒和/或硫的合金制成。CIGS的制备方法有很多种，有真空溅射法、真空蒸镀法、分子束外延法、电化学沉积法等，目前，从技术上来看，采用沉积金属预置层后硒化反应法比较成熟，如图2a所示，通常在柔性衬底201上预先沉积一层背接触电极202和预置层203，再将该沉积有预置层203的柔性衬底201送入制造吸收层的反应装置中，进行硒化反应,形成半导体吸收层204（如图2b所示）。 

但是，现有的制备该吸收层CIGS的反应装置不易保证反应室内的气体的 浓度和压力的稳定性，很容易造成CIGS薄膜材料分布不均匀，严重影响CIGS薄膜太阳能电池的制作良率，从而导致CIGS薄膜太阳电池的转换性能下降，不利于CIGS薄膜太阳能电池的大规模生产推广。 

发明内容

本发明的目的在于提供制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的反应装置，旨在解决现有技术中制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层时，厚度覆盖不均匀，严重影响CIGS薄膜太阳能电池的制作良率，不利于推广的问题。 

本发明是这样实现的，制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置，包括： 

一供应室，用于提供制造CIGS薄膜太阳能电池的柔性衬底，所述柔性衬底上沉积有预置层，该供应室具有一可密闭的供应腔室； 

一反应室，通过硒化反应在所述柔性衬底上制成CIGS半导体吸收层，具有一横向贯设其中且可密闭的反应通道，所述反应通道沿所示柔性衬底进入方向分为预热区、反应区和冷却区； 

一收料室，收纳沉积有吸收层的柔性衬底，具有一可密闭的收料腔室；以及一控制系统，包括设置于与所述供应室、反应室和收料室相连的气体管路上并可控制气体进出的多个阀门以及可检测所述供应室、反应室和收料室内气体状态的检测组件； 

所述供应腔室的出口端连接于所述反应通道的入口端，所述收料腔室的入口端连接于所述反应通道的出口端，所述供应腔室、所述反应通道和所述收料腔室依次连通构造成一个密闭空间； 

所述反应区密闭连接有一可动态调节所述反应区内气体状态的气体平衡器。 

进一步地，所述气体平衡器与所述反应区通过一个气阀连接，保持动态平衡，若反应区内的气体压力高于气体平衡器中的压力时，气阀打开，气体从 反应区流入气体平衡器，反之，气体从气体平衡器流入反应区。 

进一步地，所述气体平衡器与所述反应区的容积比在0.1:1.0至1.0:0.1之间。 

进一步地，所述气体平衡器与反应室具有相同的温度和压力。 

进一步地，所述反应通道从底部到顶部的高度在3mm至12mm之间。 

进一步地，所述供应室和所述收料室分别与可将所述密闭空间空抽真空的真空泵连接。 

进一步地，所述反应通道的入口端和出口端分别设有可用于调节或支撑所述柔性衬底并可将所述反应通道密封的成对设置的入口传动辊和出口传动辊，所述入口传动辊和所述出口传动辊分别连接有可带动其移动和转动的入口驱动元件和出口驱动元件，该入口驱动元件和出口驱动元件均与所述控制系统连接并受其控制。 

进一步地，所述反应通道内还设有多对可夹紧所述柔性衬底并使其移动的辅助辊轮，所述辅助辊轮对称分布于所述气体平衡器于所述反应通道连接处的两侧。 

进一步地，所述反应室的预热区和反应区以及所述气体平衡器的外围均分别设有加热组件和保温隔热材料。 

进一步地，所述反应通道设置成先上行后下行的结构。 

进一步地，所述反应通道的拐角处角度设置在15°-45°之间。 

进一步地，所述反应通道内设置有用于调节所述柔性衬底膨胀间隙的张紧调节装置，该调节装置包括多个调节辊轮，各调节滚轮设置于所述反应通道内拐弯处，且与所述柔性衬底顶触，各调节滚轮均连接有可驱动其径向移动且由所述控制系统控制的调节动力元件。 

进一步地，所述检测组件包括可检测所述反应通道内气体温度的温度传感器，可检测所述反应通道内气体浓度的浓度检测器和检测气体压力的压力传感器。 

与现有技术相比，本发明中的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置，通过与所述反应通道连通的气体平衡器动态调节所述反应通道内的气体状态，使其始终处于形成CIGS吸收层所需要的气体标准状态，这样，就可保证在所述柔性衬底上形成的吸收层厚度均匀一致，从而确保了吸收层各处的参数相同，提高了CIGS薄膜太阳能电池的品质，且利于大面积生产推广应用。 

本发明还提供了一种采用上述任一项制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的方法，其包括以下几个步骤： 

1）上料：将缠绕为卷状且沉积有预置层的柔性衬底安置于所述供应室内，其中，该预置层至少包含一种IB族元素、一种IIIA族元素和一种VIA族元素，为以下材料之一：Cu/In/Ga/Se或Cu/In/Cu/Ga/Se或Cu—In/Ga/Se或Cu-Ga/In/Se或Cu/In—Ga/Se或Cu/Ga/Cu/In/Se或Cu/Ga/In/Se或Cu—Ga/Cu-In/Se或Cu—Ga/Cu—In/Ga/Se或Cu/Cu-In/Ga/Se、或Cu—Ga/In/In—Ga/Se； 

2）定位：将沉积有预置层的柔性衬底的一端由所述供应室内的出口端展开依次进入反应室内的反应通道和所述收料室，并于所述收料室内形成卷绕； 

3）抽真空：对所述供应室的供应腔室、所述反应通道和收料腔室依次连通构造成的密闭空间抽真空，其真空度在10^-7Torr至10^-2Torr之间； 

4)进气:向上述抽过真空的密闭空间内通入惰性气体； 

5）升温：对通入反应通道内的反应气体升温，并保持预置层的柔性衬底的温度在350℃至650℃之间; 

6）蒸发反应：将沉积有预置层的柔性衬底依次通过反应通道上的预热区、反应区和冷却区，沉积有预置层的柔性衬底通过预热区和反应区时，VIA族元素,与预置层中包含的IB族元素和IIIA族元素反应形成CIGS半导 体。或通入H₂S气体或者H₂Se和H₂S的混合气体与预置层中包含的IB族元素和IIIA族元素反应,以提高CIGS吸收层的质量； 

7）平衡气体：控制系统检测所述反应区内的反应气体浓度，并与预先设定的反应气体浓度比对，若比对数值偏低，则气体平衡器中的反应气体渗入到所述反应区内，反之，所述反应区内的反应气体渗透到所述气体平衡器中； 

8）冷却：沉积有吸收层的柔性衬底通过冷却区时，将沉积有吸收层的柔性衬底自然冷却； 

9）收料：沉积有吸收层的柔性衬底经过冷却后，在所述收料室内缠绕成卷。 

通过该方法，在形成CIGS吸收层时，该气体平衡器可动态调节所述反应通道内的气体状态，使其稳定保持在到预先设定的标准，如此，确保了形成的CIGS吸收层的均匀性，提高了太阳能薄膜电池的良率及转换效率。 

附图说明

图1是CIGS薄膜太阳能电池的剖面示意图； 

图2a是沉积有预置层的柔性衬底的剖面示意图； 

图2b是有CIGS半导体吸收层的柔性衬底的剖面示意图； 

图3是本发明实施例一提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图； 

图4是本发明实施例二提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图； 

图5是本发明实施例三提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图； 

图6是本发明实施例四提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图； 

图7是本发明实施例五提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图； 

图8是本发明实施例六提供的制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的反应装置的示意图。 

标记说明: 

A     上料区                   201   衬底 

B     预热区                   202   背电极层 

C     反应区                   203   预置层 

D     冷却区                   204   吸收层 

E     收料区                   205   过渡层 

100A  供应室                   206   TCO层 

100B  反应室                   207   上电极层 

100C  收料室                   109   调节辊轮 

101   沉积有预置层的柔性衬底卷 110A  位于上部的入口传动辊 

102   沉积有CIGS吸收层的柔性   110B  位于下部的入口传动辊 

      衬底卷 

103A  供应腔室                 111A  位于上部的出口传动辊 

103B  收料腔室                 111B  位于下部的出口传动辊 

104A  供应室真空管路           112A  位于反应区入口处上部的 

                                     辅助辊轮 

104B  收料室真空管路           112B  位于反应区入口处下部的 

                                     辅助辊轮 

104C  真空控制阀门             112C  位于反应区出口处上部的 

                                  辅助辊轮 

                                  位于反应区出口处下部的 

105A  供应室进气管路        112D 

                                  辅助辊轮 

105B  收料室进气管路        113   气体平衡器 

105C  进气控制阀门          113A  气体平衡器的排气阀 

106A  预热区进气管路        113B  气体平衡器的出气阀 

106B  冷却区进气管路        114   备用气室 

106C  反应气体控制阀门      114A  备用气室出气阀 

108   加热组件              115A  沉积有预置层的片状衬底 

                                  沉积有CIGS吸收层的片 

P1    气体平衡器内气压      115B 

                                  状衬底 

P2   备用气室内气压         116   气体平衡器进气管路 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。 

如图3～图8所示，为本发明提供的制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的反应装置的多个实施例。 

实施例一 

如图3所示，为本发明实施例一提供的制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置的示意图。 

制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置，包括一控制系统以及相互连通的一供应室100A，一反应室100B和一收料室100C。整个装置分为五个区域，依次为供料区1、预热区2、反应区3、冷却区4以及收料区5。 

该供应室100A位于上料区1中，具有一可密闭的供应腔室103A。用于制造CIGS薄膜太阳能电池的柔性衬底其上沉积有预置层，该柔性衬底以卷绕形式安装于所述供应腔室103A中，为便于说明与后续沉积有吸收层的柔性衬底相互区别，此处将安装于所述供应腔室103A中的柔性衬底称为沉积有预置层的柔性衬底卷101，该预置层中含有Cu、In、Ga和Se元素，实际生产中，该柔性衬底可选用以下材料：铝箔、不锈钢箔、钛箔、钼箔、钢带、聚酰亚胺膜、PET膜,聚四氟乙烯膜、PEN膜、黄铜箔、聚酯薄膜。该预置层可通过溅射工艺、热蒸发工艺、电镀工艺和/或油墨印刷工艺沉积在柔性衬底上。将收卷于所述反应室100B内的柔性衬底称为沉积有吸收层的柔性衬底卷102。所述沉积有预置层的柔性衬底卷101由供应腔室103A的出口端展开送出，进入反应室100B中。 

该反应室100B具有一横向贯设其中且可密闭的反应通道。该反应室100B沿所述柔性衬底进入该反应通道内的方向，依次包含预热区2、反应区3和冷却区4。该反应通道由所述反应室100B的顶墙,底墙和将上下顶墙和底墙连接的两侧墙围合而成。从底墙到顶墙的高度在3mm到12mm之间。如此，可保证沉积有预置层的柔性衬底卷101通过该反应通道，且尽可能的减小了容纳反应气体的容积。当沉积有预置层的柔性衬底卷101通过该反应通道时,预置层被硒化反应,制备成CIGS半导体。优选地，所述反应通道的横截面为距形或椭圆形，整个反应通道呈狭窄缝状。实际生产中，根据柔性衬底在反应室内的运动速度和预定的温度曲线，设定柔性衬底在反应室100B内的温度和时间。 

该收料室100C位于收料区5中，具有一可密闭的收料腔室103B，将沉积有吸收层的柔性衬底卷102收纳于此。 

该控制系统，包括多个阀门和检测组件，该阀门分别设置于所述供应室100A、反应室100B和收料室100C相连的气体管路上并控制气体的进出。该检测组件可检测所述供应室100A、反应室100B和收料室100C内的气体状态。 

所述供应腔室103A的出口端连接于所述反应通道的入口端，所述收料腔室103B的入口端连接于所述反应通道的出口端，所述供应腔室103A、所述反应通道和所述收料腔室103B依次连通构造成一个密闭空间。 

所述供应室100A的供应腔室103分别与供应室真空管路104A和供应室进气管路105A连通，在供应室真空管路104A上设有真空控制阀门104C,在供应室进气管路105A上设有进气控制阀105C。所述供应室真空管路104A连接于真空泵上。 

所述收料室100C的收料腔室103B分别与收料室真空管路104B和收料室进气管路105B连通。在收料室真空管路104B上设有真空控制阀门104C,在收料室进气管路105B上设有进气控制阀105C。所述收料室真空管路104B与真空泵连接。通过开启真空控制阀门104C可对所述供应腔室103A与所述反应通道和所述收料腔室103B依次连通构造成的密闭空间抽真空。通过开启进气控制阀105C，可向供应腔室103和收料腔室103B内注入反应气体。 

所述反应室100B的预热区2和冷却区4，分别连接有预热区进气管路106A和冷却区进气管路106B，并于该预热区进气管路106A和冷却区进气管路106B上均设有反应气体控制阀106C。通过开启该反应气体控制阀106C可向所述预热区2通入惰性气体或者VIA族元素气体。 

应该说明的是，该VIA族材料如Se或S都是腐蚀性的。因此，所述反应室100B内与VIA族化学元素接触部分即所述反应通道，要注意选材。优选地，该所述反应通道使用高温耐腐蚀性材料，如陶瓷，玻璃，水晶，不锈钢和石墨材料等。该所述反应通道的内表面涂覆高温耐腐蚀性材料如氮化硅等. 

其中，所述反应区密闭连接有一可动态调节所述反应通道内气体状态的气体平衡器113，该气体平衡器113内盛装有用于沉积吸收层的反应气体，本实施例中的反应气体为H₂Se或H₂S或H₂Se/H₂S的混合物或Se。优选地，所述气体平衡器113垂直连接于所述反应区。这样，最大限度的减少了所述气体平衡器113内的反应气体的压力降。 

该气体平衡器113与所述反应区相连通的管路上，设有一气体平衡器的出气阀113B，该气体平衡器的出气阀113B为隔膜式，反应气体通过渗透的方式通过该气体平衡器的出气阀113B。该气体平衡器的出气阀113B可使所述气体平衡器113与所述反应区内的气体保持动态平衡，若反应区内的气体压力高于气体平衡器113中的压力时，该气体平衡器的出气阀113B打开，气体从反应区流入气体平衡器113，反之，气体从气体平衡器113流入反应区。在该气体平衡器113的另一端是有排气通道。优选地，将该排气通道设置于所述气体平衡器113的顶部，如此可将气体平衡器113内的气体由顶部排出，由于气体具有较高温度，这样，就避免了排出的气体烫伤工作人员。在该排气通道上设有一气体平衡器的排气阀113A，可通过该气体平衡器的排气阀113A储备反应气体，也可通过该气体平衡器的排气阀113A将反应气体抽出，回收或清洁该气体平衡器113。当气体平衡器113内的气体压力高于预先设定的压力,该气体平衡器的排气阀113A由所述控制系统控制自动打开将气体释放到气体平衡器113外。该气体平衡器113还通过一反应气体控制阀门106C连接于气体平衡器进气管路116上，通过开启该反应气体控制阀门106C，可由所述气体平衡器进气管路116预先向所述气体平衡器113内储备反应气体。 

如此，图2中所述预置层203经该硒化反应装置后，形成图1所示的吸收层204，该吸收层204含有Cu,In,Ga,Se,和/或S。优选地，反应温度在350-650°C之间。反应时间从几分钟到几小时不等。当预置层203在所述反应室100B中反应时，它的预置层203中的硒变成气体，与预置层203中的其它元素如Cu,In,Ga反应。如果预置层203产生过多的硒气体,该反应室100B内的硒气体压力升高,气体平衡器的出气阀113B自动打开,多余的反应气体会流到气体平衡器113中。反之，反应气体将从气体调节室内流向反应室100B内。这样就实现了气体平衡器113对反应室100B内反应气体的动态调节，使得反应室100B内反应气体保持在最佳的反应状态，从而确保了吸收层各处的参数相同，提高了CIGS薄膜太阳能电池的品质，且利于大面积生产推广应用。 

优选地，所述气体平衡器113与所述反应区的容积比在0.1:1.0到1.0:0.1之间。如此，可提高气体平衡器113的动态调节的敏感度，另外，可减少反应气体在所述气体平衡器113中的储备量，节约了成本。 

具体地，所述反应区的入口端和出口端分别设有可用于调节或支撑所述柔性衬底并可将所述反应通道密封的入口传动辊112A、112B和出口传动辊112C、112D，其中，入口传动辊112A、112B和出口传动辊112C、112D均成对设置。 

所述反应室100B位于上部的入口传动辊110A和位于下部的入口传动辊110B配成一对，所述柔性衬底由上部的入口传动辊110A与下部的入口传动辊110B之间穿过，并分别与之抵接，上部的入口传动辊110A与下部的入口传动辊110B相对转动，分别作用在所述柔性衬底的上下表面上，产生一个驱动所述柔性衬底前进的摩擦力，可预先将从供应室100A内流出的连续的柔性衬底展开,并确保所述柔性衬底持续不断地进入所述反应通道内。同理，位于上部的出口传动辊111A和位于下部的出口传动辊111B，通过相互转动，可确保所述柔性衬底持续不断地从所述反应通道内流出，进入所述收料室100C内。 

所述入口传动辊110A、110B和所述出口传动辊111A、111B分别连接有可带动其移动和转动的入口驱动元件和出口驱动元件（图中未示出），该入口驱动元件和出口驱动元件均与所述控制系统连接并受其控制。根据生产需要，如不同的柔性衬底的厚度，在需要改变所述柔性衬底的夹紧力和传输速度时，通过所述控制系统同时调剂该入口驱动元件和出口驱动元件，从而调节位于上部的入口传动辊110A和位于下部的入口传动辊110B之间的距离以及转速，同步地，位于上部的出口传动辊111A和位于下部的出口传动辊111B也作相应地调整，即可。如此，增加了该装置的适用性，可生产加工多种规格尺寸的薄膜太阳能电池，同时，易于实现自动化。 

进一步地，所述反应通道内还设有多对可夹紧所述柔性衬底并使其移动 的辅助辊轮112A、112B、112C和112D，所述辅助辊轮对称分布于所述气体平衡器113于所述反应通道连接处的两侧。其中，每对所述辅助辊轮包括位于上部的辅助辊轮112A和112C和以及于下部的辅助辊轮112B和112D。所述柔性衬底穿过每对辅助辊轮的中间处分别与位于上部的辅助辊轮112A和位于下部的辅助辊轮112B抵接以及位于上部的辅助辊轮112C和位于下部的辅助辊轮112D抵接。通常，该辅助辊轮112A、112B、112C和112D仅仅伴随入口传动辊110A、110B和所述出口传动辊111A、111B的转动而转动，给所述柔性衬底提供一个承托力，避免所述柔性衬底的起皱，确保其传动时的平整度。将所述辅助辊轮112A、112B、112C和112D对称设置于所述气体平衡器113于所述反应通道连接处的两侧，这样，当需要向所述反应区内补充反应气体时，所述反应气体渗透过所述气体平衡器114的出气阀113B进入所述反应区时，可防止反应气体扩散到预热区和冷却区，使其快速调节到发生吸收层沉积所需要的反应气体的设定状态。如此，提高了所述气体平衡器113的动态调节的灵敏度。实际生产中，根据所述反应区的长度，来合理设置辅助辊轮的对数和间隔位置。当然根据需要，还可将辅助辊轮与驱动元件相连接，从而更好的传输所述柔性衬底。 

具体地，所述反应室100B的预热区2和反应区3以及所述气体平衡器113的外围均分别设有加热组件108和保温隔热材料。优选地，所述保温隔热材料为陶瓷棉。所述加热组件108为加热电偶丝。这样，可将所述反应室100B内的预热区2，反应区3和冷却区4内的气体设定具有不同的温度，形成温度阶梯，其中，预热区2中的温度低于所述反应区3的温度。同时，该加热组件108可保证该气体平衡器113内的反应气体与所述反应区3内的气体，具有相同的温度和压力P1，并保持柔性衬底反应部件的温度在350℃和600℃之间。 

该保温隔热材料可使预热区2和反应区3以及所述气体平衡器113内的热量不易散发，从而起到保温的效果，避免了对预热区2和反应区3以及所 述气体平衡器113多次大幅加热，降低了能耗，节省了成本。 

进一步地，所述检测组件包括可检测所述反应区内气体温度的温度传感器，可检测所述反应通道内气体浓度的浓度检测器和检测气体压力的压力传感器。这样，就可实时监控到反应区内气体的温度、压力，浓度参数，便于气体平衡器113的动态调节。 

实施例二 

本实施例与实施例一的区别在于： 

如图4所示，本实施例提供的是采用分批次处理，制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置。沉积有预置层的片状衬底115A由所示供应室100A上料供应，由输送带传输经过所述反应室100B内上的反应通道沉积吸收层，沉积有吸收层的片状衬底115B收纳在所述收料室100C内。 

实施例三 

本实施例与实施例一的区别在于： 

图5所示，所述反应通道设置成先上行后下行的形式。优选地，所述反应通道的拐角处角度设置在15°-45°之间。这样，所述柔性衬底在运动方向上产生多个弯角，该弯角处可将所述柔性衬底反应过程中产生的线性膨胀量进行吸收处理，从而避免了所述柔性衬底表面起皱。 

进一步地，所述反应通道内设置有用于调节所述柔性衬底膨胀间隙的张紧调节装置，该调节装置包括多个调节辊轮109，各调节滚轮109设置于所述反应通道内拐弯处，且与所述柔性衬底顶触，各调节滚轮109均连接有可驱动其径向移动且由所述控制系统控制的调节动力元件。所述柔性衬底经过具有温度阶梯的反应通道时，由于预热区2、反应区3和冷却区4交接处存在温度差，所述柔性衬底膨胀，从而产生线性延长，使得作用于所述柔性衬底上的张紧力不一致。实际生产中，所述控制系统检测到所述柔性衬底的长度变化，触发与位于各拐角处调节滚轮109连接的调节动力元件，所述调节动力元件带动调节滚轮109移动，从而将所述柔性衬底张紧，确保所述柔性衬底 所受张力一致。本实施例中，调节滚轮109共有3个，张紧所述柔性衬底时，位于中间的调节滚轮109由调节元件带动向上移动，位于两侧的调节滚轮109由调节元件带动向下移动。 

实施例四 

本实施例与实施例一的区别在于： 

图6所示，所述气体平衡器113连接有一备用气室114，该备用气室114的外围包覆有加热组件108和保温隔热材料，所述备用气室114与所述气体平衡器相互连通的管路上设有一备用气室出气阀114A.。该备用气室114内盛装有固态的Se，当所述气体平衡器113内反应气体不足时，备用气室114加热，使得固态的Se蒸发变成气态，补充道所述气体平衡器113中。如此，可保证气体平衡器113对所述反应室111B动态平衡调节，进而确保吸收层均匀沉积于所述柔性衬底上。 

实施例五 

本实施例与实施例四的区别在于： 

图7所示，本实施例提供的是采用分批次处理，制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置。沉积有预置层的片状衬底115A由所示供应室100A上料供应，由输送带传输经过所述反应室100B内上的反应通道沉积吸收层，沉积有吸收层的片状衬底115B收纳在所述收料室100C内。 

实施例六 

本实施例与实施例三的区别在于： 

图8所示，所述气体平衡器113连接有一备用气室114，该备用气室114的外围包覆有加热组件108和保温隔热材料，所述备用气室114与所述气体平衡器相互连通的管路上设有一备用气室出气阀114A.。该备用气室114内盛装有固态的Se，当所述气体平衡器113内反应气体不足时，备用气室114加热，使得固态的Se蒸发变成气态，补充道所述气体平衡器113中。如此，可保证气体平衡器113对所述反应室111B动态平衡调节，进而确保吸收层均匀 沉积于所述柔性衬底上。 

本发明还提供了一种采用上述制造CIGS薄膜太阳能电池吸收层的反应装置制造CIGS薄膜太阳能电池的吸收层的方法，其包括以下几个步骤： 

1）上料：将缠绕为卷状且沉积有预置层的柔性衬底安置于所述供应室内，其中，该预置层至少包含一种IB族元素、一种IIIA族元素和一种VIA族元素，为以下材料之一：Cu/In/Ga/Se或Cu/In/Cu/Ga/Se或Cu—In/Ga/Se或Cu—Ga/In/Se或Cu/In—Ga/Se或Cu/Ga/Cu/In/Se或Cu/Ga/In/Se或Cu—Ga/Cu-In/Se或Cu—Ga/Cu—In/Ga/Se或Cu/Cu-In/Ga/Se、或Cu—Ga/In/In—Ga/Se； 

2）定位：将沉积有预置层的柔性衬底的一端由所述供应室内的出口端展开依次进入反应室内的反应通道和所述收料室，并于所述收料室内形成卷绕； 

3）抽真空：对所述供应室的供应腔室、所述反应通道和收料腔室依次连通构造成的密闭空间抽真空，其真空度在10-7Torr至10-2Torr之间； 

4)进气:向上述抽过真空的密闭空间内通入惰性气体，如N2，Ar等。 

5）升温：对通入反应内的反应气体升温，并保持温度在350℃至650℃之间； 

6）蒸发反应：将沉积有预置层的柔性衬底依次通过反应通道上的预热区、反应区和冷却区，沉积有预置层的柔性衬底通过预热区和反应区时，VIA族元素如Se形成气体,与预置层中包含的IB族元素和IIIA族元素反应形成CIGS半导体。在有些应用中,可以通入H2S气体或者H2Se和H2S的混合气体与预置层中包含的IB族元素和IIIA族元素反应,以提高CIGS吸收层的质量。 

7）平衡气体：控制系统检测所述反应区内的反应气体浓度，并与预先设定的反应气体浓度比对，若比对数值偏低，则气体平衡器中的反应气体渗入到所述反应区内，反之，所述反应区内的反应气体渗透到所述气体平衡器中； 

8）冷却：沉积有吸收层的柔性衬底通过冷却区时，将沉积有吸收层的柔性衬底自然冷却； 

9）收料：沉积有吸收层的柔性衬底经过冷却后，在所述收料室内缠绕成卷。 

通过该方法，在制备吸收层时，该气体平衡器可动态调节所述反应区内的气体状态，使其稳定保持在到预先设定的标准，如此，确保了形成的吸收层的均匀性，提高了薄膜太阳能电池的良率及转换效率。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。