一种吹气装置及钙钛矿太阳能电池的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，主要包括空气压缩机、气体压力控制阀、吹气电子控制开关和喷嘴。本发明专利技术还公开了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：制作导电基板，并在导电基板的导电层上沉积电子传输层；提供如上所述吹气装置，吸取钙钛矿活性层前驱体溶液均匀涂抹至导电基板的电子传输层表面，启动旋涂仪带动导电基板旋转，同时对导电基板吹气；将吹气后的导电基板保温10min后冷却至室温；在导电基板的钙钛矿活性层表面依次制备空穴传输层和金属对电极。本发明专利技术的有益效果为：采用吹气法制备钙钛矿活性层，干燥的压缩空气流经溶液表面，使钙钛矿溶液均匀成膜；压缩空气获取容易且无毒无害，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种吹气装置及钙钛矿太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池制备工艺及方法，具体涉及一种吹气装置及钙钛矿太阳能电池的制备方法。
技术介绍
近几年，钙钛矿太阳能电池的研究成为研究领域一个热点。作为钙钛矿太阳能电池的一个重要组件，钙钛矿活性层其制备方法是一个关键的技术点，除溶液配比之外，成膜工艺也是影响电池性能的一个主要环节。反溶剂法和冷却法是钙钛矿领域制备钙钛矿活性层普遍采取的两种技术手段，但是，两种技术手段都有其明显的缺陷：如反溶剂法所取用的溶剂一般为氯苯等有毒有害试剂，其具有以下几点缺点：1、试剂本身具备强烈的毒性，对于操作者及周围的其他实验人员，造成了直接和潜在的危害；2、试剂有些极具挥发性，严重的污染实验环境，及时能及时排出，也对大气环境造成很大污染；3、反溶剂法需要大量的使用溶剂，造成废液回收量巨大，造成大量的浪费和潜在的环境威胁。而冷却法的操作是同时加热玻璃基板和溶液，再将基板放在旋涂仪上，滴加热溶液，然后旋涂，但是，这一过程中不可控因素太多，如操作者操作的熟练程度，周围环境的温度，空气流通等，溶液和基板的温度在旋涂一瞬间很难达到每次相同，重复性太差，不同批次制备出的电池性能很难达到完全相同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种成膜质量好、安全可靠的钙钛矿太阳能电池的制备方法。本专利技术采用的技术方案为：一种用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，主要包括空气压缩机、气体压力控制阀、吹气电子控制开关和喷嘴，所述空气压缩机的出口通过管道与气体干燥器的入口连通，气体干燥器的出口与气体压力控制阀的入口连通，气体压力控制阀的出口经吹气电子控制开关与喷嘴的入口连通，喷嘴与用于固定钙钛矿太阳能电池基板的旋涂仪相适配。按上述方案，在空气压缩机与气体压力控制阀之间的管道上安设有气体干燥器。按上述方案，所述气体压力控制阀为旋转式手动控制阀。本专利技术还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一、利用常规方法制作钙钛矿太阳能电池的导电基板，并在导电基板的导电层上沉积电子传输层；步骤二、将沉积电子传输层的导电基板固定于旋涂仪的样品放置平台；步骤三、提供如上所述的吹气装置，吸取钙钛矿活性层前驱体溶液均匀涂抹至导电基板的电子传输层表面，启动旋涂仪带动导电基板旋转，同时使吹气装置的喷嘴正对导电基板延时3s后吹气；步骤四、将吹气后的导电基板放置于95～105℃的热台保温10min后，冷却至室温；步骤五、在导电基板的钙钛矿活性层表面制备空穴传输层；步骤六、在导电基板的空穴传输层表面沉积一层沉积金电极，形成金属对电极，完成整个钙钛矿太阳能电池的制备。按上述方案，在步骤二中，吹气气压为0.5～0.6MPa。按上述方案，在步骤二中，旋涂仪的加速度为3000～3500r/s2。按上述方案，在步骤二中，喷嘴与导电基板之间的距离为1～1.25cm。按上述方案，在步骤五中，空穴传输层的制备方法为：将步骤四处理后的导电基板固定于旋涂仪的样品放置平台，将空穴传输层前驱体溶液均匀涂布在导电基板的钙钛矿活性层表面，启动旋涂仪带动基板旋转后形成空穴传输层。按上述方案，旋涂仪的旋涂仪的加速度为6000r/s2，转速为6000r/s。按上述方案，旋涂仪的旋转时间为28～32s。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术采用吹气法制备钙钛矿活性层，其配合旋涂仪使用，干燥的压缩空气流经溶液表面，使钙钛矿溶液均匀成膜；与现有的试剂法相比，压缩空气获取容易且无毒无害，不会对操作者及周围人、环境等造成危害，安全可靠，同时也省去了废液回收造成的大量浪费等后续问题；2、本专利技术中吹气过程无需人工干涉，吹气量和吹气时间等操作变量可根据实际成膜面积设定，最大化的减少了人为操作的影响，吹气过程受外界因素的干扰小，成膜均匀，制得的钙钛矿活性层质量好；3、本专利技术结构简单合理，安全环保，可行性好，可靠性高。附图说明图1为本专利技术中吹气装置的结构示意图。其中：1、空气压缩机；2、气体干燥器；3、气体压力控制阀；4、控制开关；5、喷嘴。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地描述。如图1所示的一种用于钙钛矿太阳能电池制备工艺的吹气装置，其主要包括空气压缩机1、气体压力控制阀3、吹气电子控制开关4和喷嘴5，所述空气压缩机1的出口通过管道与气体干燥器2的入口连通，气体干燥器2的出口与气体压力控制阀3的入口连通，气体压力控制阀3的出口经吹气电子控制开关4与喷嘴5的入口连通，喷嘴5与用于固定钙钛矿太阳能电池基板的旋涂仪相适配；吹气电子控制开关4用于设定吹气时间。优选地，在空气压缩机1与气体压力控制阀3之间的管道上安设有气体干燥器2。本装置中，各设备之间均分别采用软管连接；所述气体压力控制阀4可为旋转式手动控制阀。本专利技术还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一、利用常规方法制作钙钛矿太阳能电池的导电基板(导电基板包括透明基底和导电层)，并在导电基板的导电层上沉积电子传输层；步骤二、将沉积电子传输层的导电基板置于旋涂仪的样品放置平台，利用负压固定导电基板；步骤三、提供如上所述吹气装置，吸取钙钛矿活性层前驱体溶液均匀涂抹至导电基板的电子传输层表面，启动旋涂仪带动导电基板旋转，同时使吹气装置的喷嘴5正对导电基板延时3s后吹气，其中，旋涂仪的加速度为3000～3500r/s2，转速为3000-3050r/s，旋转时间为28～32s，吹气气压为0.5～0.6MPa，吹气时间为5～10s，喷嘴5与导电基板的距离为1～1.25cm；步骤四、将吹气后的导电基板，放置于95～105℃热台保温10min后，冷却至室温；步骤五、再次将导电基板固定于旋涂仪的样品放置平台，将空穴传输层前驱体溶液均匀涂布在导电基板的钙钛矿活性层表面，启动旋涂仪带动基板旋转后形成空穴传输层；旋涂仪的加速度为6000r/s，转速为6000r/s，旋转时间为28～32s；步骤六、在导电基板的空穴传输层表面沉积一层沉积金电极，形成金属对电极，完成整个钙钛矿太阳能电池的制备。实施例一，本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池，其包括依次自下而上布置的透明基底、导电层、电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层和金属对电极，其中透明基体与导电层为一体，合称为基板；所述电池的制备过程如下：1、利用常规方法制作钙钛矿太阳能电池的导电基板(导电基板包括透明基底和导电层)，并在导电基板的导电层上沉积电子传输层；2、将沉积电子传输层的导电基板置于旋涂仪的样品放置平台，利用负压固定导电基板；3、提供如上所述吹气装置，吸取钙钛矿活性层前驱体溶液均匀涂抹至导电基板的电子传输层表面，启动旋涂仪带动导电基板旋转，同时吹气气源正对导电基板延时3s后吹气，其中，旋涂仪的加速度为3000r/s2，转速为3000r/s，旋转时间为30s，吹气气压为0.6MPa，吹气时间为10s，喷嘴5与导电基板的距离为1cm；4、将吹气后的导电基板，放置于100℃热台保温10min后，冷却至室温；5、再次将导电基板固定于旋涂仪的样品放置平台，将空穴传输层前驱体溶液均匀涂布在导电基板的钙钛矿活性层表面，启动旋涂仪带动基板旋转后形成空穴传输层；旋涂仪的加速度为6000r/s，转速为6000r/s，旋转时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，其特征在于，主要包括空气压缩机、气体压力控制阀、吹气电子控制开关和喷嘴，所述空气压缩机的出口通过管道与气体干燥器的入口连通，气体干燥器的出口与气体压力控制阀的入口连通，气体压力控制阀的出口经吹气电子控制开关与喷嘴的入口连通，喷嘴与用于固定钙钛矿太阳能电池基板的旋涂仪相适配。

【技术特征摘要】
1.一种用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，其特征在于，主要包括空气压缩机、气体压力控制阀、吹气电子控制开关和喷嘴，所述空气压缩机的出口通过管道与气体干燥器的入口连通，气体干燥器的出口与气体压力控制阀的入口连通，气体压力控制阀的出口经吹气电子控制开关与喷嘴的入口连通，喷嘴与用于固定钙钛矿太阳能电池基板的旋涂仪相适配。2.如权利要求1所述的用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，其特征在于，在空气压缩机与气体压力控制阀之间的管道上安设有气体干燥器。3.如权利要求1所述的用于钙钛矿太阳能电池制备的吹气装置，其特征在于，所述气体压力控制阀为旋转式手动控制阀。4.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、利用常规方法制作钙钛矿太阳能电池的导电基板，并在导电基板的导电层上沉积电子传输层；步骤二、将沉积电子传输层的导电基板固定于旋涂仪的样品放置平台；步骤三、提供权利要求1所述的吹气装置，吸取钙钛矿活性层前驱体溶液均匀涂抹至导电基板的电子传输层表面，启动旋涂仪带动导电基板旋转，同时使吹气装置的喷嘴正对导电基板吹气；步骤四、将吹气后的导电基板放置于95～105℃的热台保...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄福志，白冰，程一兵，彭勇，库治良，钟杰，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42