本发明公开了一种专用于CdTe薄膜电池的热处理装置及热处理方法，该热处理装置，包括：石墨舟和石英支架。所述的石英支架是一个长方形框架，长方形框架从前向后分为三个区域，第一区域为样品除湿区域，第二区域为样品热处理区域，第三区域为样品降温区域。石英支架贯通石墨舟中移动，使样品分别在三个区域中完成除湿，热处理，降温。免除了CdTe薄膜和CdCl2源片吸附水分对退火薄膜质量的影响，避免CdCl2残留物污染及CdTe薄膜表面氧化，省去了随后的清洗工序及由此引起的CdTe薄膜太阳能电池转换效率的衰减。