用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其包括：工作基台，其至少用以安置并固定基片；基片转移机构，其至少用以转移基片；涂布机构，其至少用以在基片表面涂布用于形成钙钛矿薄膜的低沸点钙钛矿溶液；风干机构，其包括设置在工作基台上方的箱体以及设置在箱体内的气流发生机构，气流发生机构能够自上至下向涂布有低沸点钙钛矿溶液的基片表面吹气或自下至上将基片表面的气体抽出，从而在基片表面形成流动气流，进而使低沸点钙钛矿溶液快速干燥形成钙钛矿薄膜。本实用新型专利技术提供的用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，结构简单，对设备的精度及密封性的要求低，制备大面积钙钛矿薄膜的干燥时间短，适用于利于流水线生产。

Equipment for rapid preparation of large area perovskite film

【技术实现步骤摘要】
用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备
本技术涉及一种制备大面积钙钛矿薄膜的设备，特别涉及一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，属于电池制作

技术介绍
钙钛矿太阳能电池作为一个新兴的第三代太阳能电池，自2009年开始，其效率逐年递增，有效面积0.09cm2的钙钛矿电池效率已经超过23％，其原料广泛，造价低廉，制备简单等特点，吸引了众多研究人员和投资人。但是若要实现大面积生产，仍有许多难题要克服，其中的最关键的也最困难的，在于如何高效可重复性地制备大面积的钙钛矿膜层。目前，实验室制备钙钛矿膜层的成熟方法是使用匀胶机进行旋涂，可重复性和可控性强，能保证得到平整致密大晶粒的钙钛矿膜。但是普通匀胶机所能旋涂的最大尺寸一般不超过15cm*15cm，并且，随着尺寸的增加，除了需要定制特殊工艺的匀胶机，其旋涂出来的膜也受技术特点限制，无法达到全尺寸的均匀性，使得钙钛矿成膜较差，影响效率。因此对于更大面积的钙钛矿层，研究人员大部分采用了喷涂、刮涂、涂布(slot-die)等手段，其中喷涂、刮涂仍无法达到真正的大面积均匀成膜。目前常用到的干燥工艺有：真空抽气法和反溶剂法，反溶剂法对于大面积(＞450*630mm的大面积尺寸)的电池来说，需要大量有机溶剂，对环境不友好，且所需设备容错率很低，不利于流水线生产。而目前的真空抽气法利用了高真空来对钙钛矿液膜进行快速抽气干燥，从而快速结晶以形成高质量平整的钙钛矿薄膜，工艺稳定，成膜优质，但目前所使用的方法需要2～10分钟的缓冲时间，以使得设备及真空度恢复最佳状态，才能继续得到优质钙钛矿薄膜。现有设备结构复杂，使用要求高，膜干燥所需时间较长，由于涂布面积相当大(＞450*630mm)，液膜较多，如果要得到平整光滑钙钛矿膜，干燥时的设备要求较高，需要密封性及精度都良好的设备，或者其他专门定制的异型设备，对占地空间及批量化生产不利。且目前大部分干燥条件均需要较长的缓冲时间，以达到最佳效果，不利于连续生产。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，用于制备大面积钙钛矿薄膜，以克服现有技术的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其包括：工作基台，其至少用以安置并固定基片；基片转移机构，其至少用以将基片输送到工作基台上，并将形成有钙钛矿薄膜的基片转移至下游工位；涂布机构，其至少用以在基片表面涂布用于形成钙钛矿薄膜的低沸点钙钛矿溶液；风干机构，其包括设置在工作基台上方的箱体以及设置在箱体内的气流发生机构，所述气流发生机构能够自上至下向所述涂布有低沸点钙钛矿溶液的基片表面吹气或自下至上将基片表面的气体抽出，从而在基片表面形成流动气流，所述流动气流能够使涂布在基片表面的低沸点钙钛矿溶液干燥形成钙钛矿薄膜。进一步的，所述箱体靠近工作基台的一端为气流出口，所述气流出口的面积大于等于基片上低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积。进一步的，所述基片低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积大于等于450mm*630mm。进一步的，所述气流出口处活动设置有一个以上的叶片，所述叶片能够以自身轴向为轴转动，进而使所述叶片打开关闭所述气流出口。进一步的，所述气流出口处活动设置有复数个叶片，当所述叶片处于打开状态时，复数个叶片能够将所述气流出口分隔形成复数个气流通道，所述气流通道的轴向方向与竖直方向之间的夹角为大于等于0°且小于90°。进一步的，任意两个气流通道的轴向方向相同或不同。进一步的，所述气流发生机构包括气泵，所述气泵一次吹气或抽气的持续时间为1-5s；所述钙钛矿薄膜的成膜时间为2-5s。进一步的，所述用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备的工作缓冲间隔时间为10-30s。进一步的，所述工作基台上设置有基片固定机构，所述基片固定机构包括负压发生机构；所述基片转移机构包括机械手臂；所述涂布机构包括涂刀、与涂刀传动连接的驱动机构以及设置在工作基台两端的清洗槽，所述涂刀设置在工作基台的上方并能够沿设定方向往复运动。与现有技术相比，本技术提供的用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，结构简单，操作简便，对设备的精度及密封性的要求低，设备的容错率高；以及，制备大面积钙钛矿薄膜的干燥时间短，干燥速度易于控制，适用于利于流水线生产。附图说明图1是本技术实施例1中一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备的结构示意图；图2是本技术实施例1中一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备的侧视图；图3是本技术实施例1中风干机构的俯视图；图4是本技术实施例1中风干机构的侧视图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本技术实施例提供了一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其包括：工作基台，其至少用以安置并固定基片；基片转移机构，其至少用以将基片输送到工作基台上，并将形成有钙钛矿薄膜的基片转移至下游工位；涂布机构，其至少用以在基片表面涂布用于形成钙钛矿薄膜的低沸点钙钛矿溶液；风干机构，其包括设置在工作基台上方的箱体以及设置在箱体内的气流发生机构，所述气流发生机构能够自上至下向所述涂布有低沸点钙钛矿溶液的基片表面吹气或自下至上将基片表面的气体抽出，从而在基片表面形成流动气流，所述流动气流能够使涂布在基片表面的低沸点钙钛矿溶液干燥形成钙钛矿薄膜。进一步的，所述箱体靠近工作基台的一端为气流出口，所述气流出口的面积大于等于基片上低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积。进一步的，所述基片低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积大于等于450mm*630mm。进一步的，所述气流出口处活动设置有一个以上的叶片，所述叶片能够以自身轴向为轴转动，进而使所述叶片打开关闭所述气流出口。进一步的，所述气流出口处活动设置有复数个叶片，当所述叶片处于打开状态时，复数个叶片能够将所述气流出口分隔形成复数个气流通道，所述气流通道的轴向方向与竖直方向之间的夹角为大于等于0°且小于90°。进一步的，任意两个气流通道的轴向方向相同或不同。进一步的，所述气流发生机构包括气泵，所述气泵一次吹气或抽气的持续时间为1-5s；所述钙钛矿薄膜的成膜时间为2-5s。进一步的，所述用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备的工作缓冲间隔时间为10-30s。进一步的，所述工作基台上设置有基片固定机构，所述基片固定机构包括负压发生机构；所述基片转移机构包括机械手臂；所述涂布机构包括涂刀、与涂刀传动连接的驱动机构以及设置在工作基台两端的清洗槽，所述涂刀设置在工作基台的上方并能够沿设定方向往复运动。如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。实施例1请参阅图1，一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其包括：工作基台101，其内部设置有负压发生机构，能够通过在基片201与工作基台之间产生负压，进而将基片201吸附在工作基台上；基片201的材质可以是玻璃或适应薄膜等；基片转移机构(图中为未示出)，可以是机械手臂或者是机械手臂以及与机械手臂配合使用的传动带，其至少用以将基片输送到工作基台上，并将形成有钙钛矿薄膜的基片转移至下游工位；涂布机构，其至少用以在基片表面涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其特征在于包括：工作基台，其至少用以安置并固定基片；基片转移机构，其至少用以将基片输送到工作基台上，并将形成有钙钛矿薄膜的基片转移至下游工位；涂布机构，其至少用以在基片表面涂布用于形成钙钛矿薄膜的低沸点钙钛矿溶液；风干机构，其包括设置在工作基台上方的箱体以及设置在箱体内的气流发生机构，所述气流发生机构能够自上至下向所述涂布有低沸点钙钛矿溶液的基片表面吹气或自下至上将基片表面的气体抽出，从而在基片表面形成流动气流，所述流动气流能够使涂布在基片表面的低沸点钙钛矿溶液干燥形成钙钛矿薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其特征在于包括：工作基台，其至少用以安置并固定基片；基片转移机构，其至少用以将基片输送到工作基台上，并将形成有钙钛矿薄膜的基片转移至下游工位；涂布机构，其至少用以在基片表面涂布用于形成钙钛矿薄膜的低沸点钙钛矿溶液；风干机构，其包括设置在工作基台上方的箱体以及设置在箱体内的气流发生机构，所述气流发生机构能够自上至下向所述涂布有低沸点钙钛矿溶液的基片表面吹气或自下至上将基片表面的气体抽出，从而在基片表面形成流动气流，所述流动气流能够使涂布在基片表面的低沸点钙钛矿溶液干燥形成钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其特征在于：所述箱体靠近工作基台的一端为气流出口，所述气流出口的面积大于等于基片上低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积。3.根据权利要求2所述的用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其特征在于：所述基片低沸点钙钛矿溶液的覆盖面积大于等于450mm*630mm。4.根据权利要求2所述的用于快速制备大面积钙钛矿薄膜的设备，其特征在于：所述气流出口处活动设置有一个以上的叶片，所述叶片能够以自身轴向为轴转动，进而使所述叶片打开关闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡龙华，刘支赛，马英壮，孙风光，牛欢欢，方主亮，葛文奇，范斌，田清勇，
申请(专利权)人：苏州协鑫纳米科技有限公司，苏州协鑫能源技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32