大面积钙钛矿薄膜的制备设备制造技术

本发明专利技术涉及一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，包括真空腔，真空腔内设置有用于放置衬底的衬底加热器；衬底加热器的下方真空腔内设置有第一蒸发壳和第二蒸发壳，第一蒸发壳套嵌在第二蒸发壳的上端，第一蒸发器和衬底加热器之间设置有挡板；第一蒸发壳的底部设置有第一加热器，第一蒸发壳连接有第一载气管道，第一载气管道与外部的载气气源连通；第二蒸发壳的底部设置有第二加热器，第二蒸发壳连接有第二载气管道，第二载气管道与外部的载气气源连通。本发明专利技术的大面积钙钛矿薄膜的设备，通过载气经由喷头将反应物种喷至衬底上，反应形成钙钛矿薄膜，大大提高了钙钛矿薄膜大面积沉积均匀性。

【技术实现步骤摘要】
大面积钙钛矿薄膜的制备设备
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备。
技术介绍
钙钛矿薄膜太阳能电池作为下一代高效薄膜太阳能电池，其发展非常迅速，2012年公开发表了第一个固态钙钛矿太阳能电池其效率9.7%，5年时间内，小面积钙钛矿薄膜太阳能电池效率达到21%，目前，已经开发出一些替代旋涂的产业化方法，如热喷涂发，热蒸发法，CVD法等。但是这些高效电池都是用旋涂法制备的，无法进行大面积产业化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，解决钙钛矿太阳能电池不能大面积制备的缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：方案一：一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，包括真空腔，所述真空腔内设置有用于放置衬底的衬底加热器；所述衬底加热器的下方真空腔内设置有第一蒸发壳和第二蒸发壳，所述第一蒸发壳的上端呈开口状，所述第二蒸发壳的上端面竖直设置有多根气管，所述第一蒸发壳套嵌在第二蒸发壳的上端，各气管的上端从第一蒸发壳的底面穿过后伸出第一蒸发壳；所述第一蒸发器和衬底加热器之间设置有可做开合运动的挡板；所述第一蒸发壳的底部设置有用于对第一蒸发壳底面进行加热的第一加热器，所述第一蒸发壳连接有第一载气管道，所述第一载气管道与外部的载气气源连通；所述第二蒸发壳的底部设置有用于对第二蒸发壳底面进行加热的第二加热器，所述第二蒸发壳连接有第二载气管道，所述第二载气管道与外部的载气气源连通。进一步的，所述第一载气管道的管路上设置有第一气体预热器，所述第二载气管道的管路上设置有第二气体预热器。进一步的，气体预热器包括金属加热体，所述金属加热体内开设有皮亚诺曲线结构气流通道。进一步的，所述第一蒸发壳上端开口上设置有喷孔板，所述喷孔板上开设有若干个第一气孔和第二气孔，所述的第一气孔用于通过经气化的固体蒸发源1，所述的第二气孔用于通过经气化的固体蒸发源2，各第一气孔和第二气孔交替间隔分布；所述第二蒸发壳的各个气管上端与第二气孔连接。进一步的，所述真空腔的下端设置有真空泵组，所述真空泵组与真空腔的内腔连通，所述真空泵组的进口设置有蝶阀；所述真空腔内设置有检测衬底厚度的膜厚计。方案二：一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，包括真空腔，所述真空腔内设置有用于放置衬底的衬底加热器，所述衬底加热器的工作面朝下设置；所述衬底加热器的下方真空腔内设置有第一蒸发壳和第二蒸发壳所述第一蒸发壳的上端呈开口状，所述第二蒸发壳的上端面竖直设置有多根气管，所述第一蒸发壳套嵌在第二蒸发壳的上端，各气管的上端从第一蒸发壳的底面穿过后伸出第一蒸发壳；所述第一蒸发器和衬底加热器之间设置有可做开合运动的挡板；所述的第一蒸发壳连接有第一载气管道，所述第一载气管道与外部的载气气源连通，所述第一载气管道的管路上设置有第一原料加热箱，所述第一原料加热箱连接第一原料推送装置；所述第二载气管道的管路上设置有第二原料加热箱，所述第二原料加热箱连接第二原料推送装置；原料推送装置用于对原料箱进行原料添加。进一步的，所述第一原料加热箱上游的第一载气管道的管路上设置有第一气体预热器，所述第二原料加热箱上游的第二载气管道的管路上设置有第一气体预热器；所述真空腔内还设置有伴热加热器，所述伴热加热器包裹在第一蒸发壳和第二蒸发壳的外部。进一步的，气体预热器包括金属加热体，所述金属加热体内开设有皮亚诺曲线结构气流通道。进一步的，所述第一蒸发壳上端开口上设置有喷孔板，所述喷孔板上开设有若干个第一气孔和第二气孔，所述的第一气孔用于通过经气化的固体蒸发源1，所述的第二气孔用于通过经气化的固体蒸发源2，各第一气孔和第二气孔交替间隔分布；所述第二蒸发壳的各个气管上端与第二气孔连接。进一步的，所述真空腔的下端设置有真空泵组，所述真空泵组与真空腔的内腔连通，所述真空泵组的进口设置有蝶阀；所述真空腔内设置有检测衬底厚度的膜厚计。本专利技术的有益效果是：本专利技术的大面积钙钛矿薄膜的设备，通过载气经由喷孔板将反应物种喷至衬底上，反应形成钙钛矿薄膜，大大提高了钙钛矿薄膜大面积沉积均匀性。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是实施例一中大面积钙钛矿薄膜制备设备的示意图；图2是实施例二中大面积钙钛矿薄膜制备设备的示意图；其中，1、真空腔，2、衬底加热器，3、第一蒸发壳，31、第一载气管道，4、第二蒸发壳，41、第二载气管道，42、气管，5、第一加热器，6、第二加热器，7、挡板，8、膜厚计，9、喷孔板，91、第一气孔，92、第二气孔，11、第一气体预热器，12、第二气体预热器，13、第一原料加热箱，14、第二原料加热箱，15、第一原料推送装置，16、第二原料推送装置，17、伴热加热器。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例一：如图1所示，一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，包括真空腔1，真空腔1为真空箱内的腔体，真空腔1内设置有用于放置衬底的衬底加热器2。衬底，如：玻璃,PET膜，PI膜，不锈钢片等夹持在衬底加热器上，向上沉积。或在衬底加热器下方设备滚轮，衬底在滚轮上缓慢的移动，形成链式沉积设备。衬底加热器2的下方真空腔1内设置有第一蒸发壳3和第二蒸发壳4，第一蒸发壳3的上端呈开口状，第二蒸发壳4的上端面竖直设置有多根气管42，第一蒸发壳3套嵌在第二蒸发壳4的上端，各气管42的上端从第一蒸发壳3的底面穿过后伸入第一蒸发壳3中；第一蒸发器和衬底加热器2之间设置有可做开合运动的挡板7；挡板7连接结构为常规设计，比如通过铰链连接来实现其开合。第一蒸发壳3的底部设置有用于对第一蒸发壳3底面进行加热的第一加热器5，第一蒸发壳3连接有第一载气管道31，第一载气管道31与外部的载气气源连通；第二蒸发壳4的底部设置有用于对第二蒸发壳4底面进行加热的第二加热器6，第二蒸发壳4连接有第二载气管道41，第二载气管道41与外部的载气气源连通。第一载气管道31的管路上设置有第一气体预热器11，第二载气管道41的管路上设置有第二气体预热器12。气体预热器包括金属加热体，金属加热体内开设有皮亚诺曲线结构气流通道。气流通过该结构，可以使载气管道内的气体能为充分的预热。为使两种蒸发气体混合均匀，第一蒸发壳3上端开口上设置有喷孔板9，喷孔板9上开设有若干个第一气孔91和第二气孔92，第一气孔91用于通过经气化的固体蒸发源1，第二气孔92用于通过经气化的固体蒸发源2，各第一气孔91和第二气孔92交替间隔分布；第二蒸发壳4的各个气管42上端与第二气孔92连接。真空腔1的下端设置有真空泵组，真空泵组与真空腔1的内腔连通，真空泵组的进口设置有蝶阀；真空腔1内设置有检测衬底厚度的膜厚计8。两个载气管道上还分别设置有质量流量计。本实施例中，往第一蒸发壳3内添加的固体蒸发源1为甲基胺碘粉末，往第二蒸发壳4内添加的固体蒸发源2为碘化铅，氯化铅；第一蒸发壳3套嵌在第二第一蒸发壳3上，结构为活动式，方便添加蒸发源。第一蒸发壳3采用316不锈钢材料，第二蒸发壳4的底部为石英加料舟，第二加热器6对石英加料舟进行加热。作业时，首先，①将衬底放置到加热器上，衬底可以采用夹持的方式固定在加热器上；将碘化铅粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，其特征是，包括真空腔（1），所述真空腔（1）内设置有用于放置衬底的衬底加热器（2）；所述衬底加热器（2）的下方真空腔（1）内设置有第一蒸发壳（3）和第二蒸发壳（4），所述第一蒸发壳（3）的上端呈开口状，所述第二蒸发壳（4）的上端面竖直设置有多根气管（42），所述第一蒸发壳（3）套嵌在第二蒸发壳（4）的上端，各气管（42）的上端从第一蒸发壳（3）的底面穿过后伸出第一蒸发壳（3）；所述第一蒸发器和衬底加热器（2）之间设置有可做开合运动的挡板（7）；所述第一蒸发壳（3）的底部设置有用于对第一蒸发壳（3）底面进行加热的第一加热器（5），所述第一蒸发壳（3）连接有第一载气管道（31），所述第一载气管道（31）与外部的载气气源连通；所述第二蒸发壳（4）的底部设置有用于对第二蒸发壳（4）底面进行加热的第二加热器（6），所述第二蒸发壳（4）连接有第二载气管道（41），所述第二载气管道（41）与外部的载气气源连通。

【技术特征摘要】
1.一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，其特征是，包括真空腔（1），所述真空腔（1）内设置有用于放置衬底的衬底加热器（2）；所述衬底加热器（2）的下方真空腔（1）内设置有第一蒸发壳（3）和第二蒸发壳（4），所述第一蒸发壳（3）的上端呈开口状，所述第二蒸发壳（4）的上端面竖直设置有多根气管（42），所述第一蒸发壳（3）套嵌在第二蒸发壳（4）的上端，各气管（42）的上端从第一蒸发壳（3）的底面穿过后伸出第一蒸发壳（3）；所述第一蒸发器和衬底加热器（2）之间设置有可做开合运动的挡板（7）；所述第一蒸发壳（3）的底部设置有用于对第一蒸发壳（3）底面进行加热的第一加热器（5），所述第一蒸发壳（3）连接有第一载气管道（31），所述第一载气管道（31）与外部的载气气源连通；所述第二蒸发壳（4）的底部设置有用于对第二蒸发壳（4）底面进行加热的第二加热器（6），所述第二蒸发壳（4）连接有第二载气管道（41），所述第二载气管道（41）与外部的载气气源连通。2.一种大面积钙钛矿薄膜的制备设备，其特征是，包括真空腔（1），所述真空腔（1）内设置有用于放置衬底的衬底加热器（2）；所述衬底加热器（2）的下方真空腔（1）内设置有第一蒸发壳（3）和第二蒸发壳（4），所述第一蒸发壳（3）的上端呈开口状，所述第二蒸发壳（4）的上端面竖直设置有多根气管（42），所述第一蒸发壳（3）套嵌在第二蒸发壳（4）的上端，各气管（42）的上端从第一蒸发壳（3）的底面穿过后伸出第一蒸发壳（3）；所述第一蒸发器和衬底加热器（2）之间设置有可做开合运动的挡板（7）；所述的第一蒸发壳（3）连接有第一载气管道（31），所述第一载气管道（31）与外部的载气气源连通，所述第一载气管道（31）的管路上设置有第一原料加热箱（13），所述第一原料加热箱（13）连接第一原料推送装置（15）；所述第二载气管道（41）的管路上设置有第二原料加热箱（14），所述第二原料加热箱（14）连接第二原料推送装置（16）；原料推送装置用于对原料箱进行原料添加。3.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿薄膜的制备设备，其特征是，所述第一载气管道（31）的管路上设置有第一气体预热器（11），所述第二载气管道（41）的管路上设置有第二气体预热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建宁，王书博，袁宁一，贾旭光，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32