大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，包括：底座；涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；距离传感器，设置于所述涂布头的两端；其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。利用这种涂布设备，对比常用的方式，本实用新型专利技术可以提高大面积厚基板上成膜均一性，参数稳定可控。

【技术实现步骤摘要】
大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置
本技术涉及一种新型涂布装置，具体涉及一种大面积钙钛矿太阳能电池领域中在基板厚度误差容忍性较高的表面上涂布溶液形成薄膜的装置。
技术介绍
在过去几年里，钙钛矿太阳能电池因其突出的优点而发展迅速，钙钛矿太阳能电池制作简单、成本较低，可制备柔性、透明电池。同时，其还具有较为适宜的带隙宽度，可通过改变其带隙来控制电池的颜色，制备彩色电池。再者，其电荷扩散长度高达微米级，电荷寿命较长。另外，其独特的缺陷特性，使钙钛矿晶体材料既可呈现n型半导体的性质，也可呈现p型半导体的性质，因而其应用更加多样化。因此，钙钛矿太阳能电池及相关材料已成为光伏领域研究方向，目前获得了超过25%的光电转换效率，能大幅降低太阳能电池的使用成本，应用前景十分广阔。钙钛矿太阳能电池主要由空穴阻挡层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极组成。目前普遍认为，钙钛矿电池各层的薄膜质量是整个电池的关键，其平整和致密直接影响其电子迁移率、电子寿命和光电转换性能，制作工艺的重要性可想而知。目前主流的大面积电池涂布装置主要是非接触式涂布，例：专利文献1狭缝涂布、专利文献2棒涂布。目前涂布装置中，几乎都采用大理石等硬质平台，保证平台水平度以及设备工作时稳定性，但是钙钛矿电池目前还没有完全柔性化，大部分基底采用的仍是刚性基底，例如导电玻璃。导电玻璃厚度的加工精度虽然很高，可以达到±0.05毫米，但是对于纳米级厚度的钙钛矿吸各层薄膜來說，这个误差非常大。非接触式涂布对薄膜厚度影响因素主要在于：1涂布速度，2涂布液量、3涂布头与基板的间隙。涂布前进行间隙调整，可以保证局部地间隙可控，但大理石平台的平整度却弥补不了刚性基底的加工误差，无法保证大面积涂布时，涂布头与基底之间的间隙处处相等；而且基于大理石平台的涂布，进行图案化涂布，难以自动精准对齐基底和涂布头。现有技术文献：专利文献：专利文献1：中国专利公开CN108816641A；专利文献2：中国专利公开CN108580174A。
技术实现思路
技术要解决的问题：鉴于以上存在的问题，本技术所要解决的技术问题在于提供一种自动调整涂布间隙以及涂布位置的涂布装置。解决问题的手段：为了解决上述技术问题，本技术的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，包括：底座；涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；距离传感器，设置于所述涂布头的两端；其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。又，在本技术中，也可以是，所述涂布头的两端通过涂布头高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，和/或所述涂布平台在涂布方向上的两侧通过平台高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，以实现所述涂布头与所述基板之间沿涂布方向上的局部间距的调节。又，在本技术中，也可以是，所述涂布头的两端通过涂布头高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，和/或所述涂布平台在垂直于涂布方向上的两侧通过平台高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，以实现所述涂布头与所述基板之间沿垂直于涂布方向上的局部间距的调节。又，在本技术中，也可以是，所述涂布头高度调整器为液压或丝杆，和/或所述平台高度调整器为液压或丝杆。又，在本技术中，也可以是，所述平台高度调整器沿所述涂布平台的边缘设置。又，在本技术中，也可以是，所述底座的两侧沿涂布方向设有滑轨，所述滑轨位于所述涂布平台的两侧，且所述滑轨上滑设有滑动座，所述滑动座与所述涂布头的两端连接，实现所述涂布头可沿涂布方向移动地安装于所述底座上。又，在本技术中，也可以是，所述涂布平台安装有视觉对位系统，包括互相连接的镜头、图像处理机以及供调整所述涂布平台位置的电机，通过所述图像处理机对所述镜头获取的图像进行处理从而确定所述涂布头相对于所述基板的位置偏差，并通过所述电机基于所述位置偏差调整涂布平台位置使得所述基板对齐所述涂布头。又，在本技术中，也可以是，所述涂布平台安装有控温系统，包括布设于部分所述涂布平台内的加热器件、分布在所述涂布平台内部上表面且用于实时监控实测温度的热电偶以及连接于加热器件且供控制加热器件开启关闭的加热开关。又，在本技术中，也可以是，所述距离传感器为激光传感器或笔式传感器。根据本技术，通过视觉对位系统自动调节涂布平台的位置，从而调整已固定在涂布平台上的太阳能电池基板与涂布头的相对位置；涂布时，通过距离传感器感应基板到涂布头的局部间距，反馈后，自动调整此局部间距，确保在整个涂布中，基板到涂布头的局部间距保持一定，从而形成厚度均一的液膜。利用这种涂布设备，对比常用的方式，本技术可以提高大面积厚基板上成膜均一性，参数稳定可控。附图说明图1是本技术一实施形态中的涂布装置的俯视图；图2是本技术一实施形态中的涂布装置的主视图；图3是本技术一实施形态中的涂布平台的底视图；图4是本技术另一实施形态中的涂布装置的俯视图；图5是本技术另一实施形态中的涂布装置的主视图；图6是利用本技术涂布装置制作成的钙钛矿太阳能电池的截面图；附图标记：1涂布头2距离传感器3涂布平台4滑轨5底座6基板7视觉对位系统7a视觉对位固定架8平台距离调整器9涂布头高度调整器10标记点11刻蚀线12导电层13空穴阻挡层14电子传输层15钙钛矿吸光层16空穴传输层17对电极。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本技术，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本技术，而非限制本技术。本技术能够提供一种容易操作，设备成本低廉，利于产业化，且适用于在大面积硬性基底上进行涂布的工艺及装置。根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本技术的上述内容及其目的、特征和优点。如图1至图3所示，本技术为解决上述技术问题，提供一种钙钛矿太阳能电池组件中钙钛矿吸光层的涂布装置，适用于各种基板厚度以及对平整度要求较高的涂布作业，尤其适用于由于生产精度较低而厚度偏差较大的基板。该涂布装置具备：底座5；方形的涂布平台3，安装于底座5之上，涂布平台3的上表面用于通过机械定位或真空吸附固定钙钛矿太阳能电池组件的基板6；高度连续可调的平台高度调整器8，设于涂布平台3与底座5之间，用以调整涂布平台3的高度；涂布头1，设于涂布平台3的上方且沿垂直于涂布方向设置；距离传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，其特征在于，包括：/n底座；/n涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；/n涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；/n距离传感器，设置于所述涂布头的两端；/n其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。/n

【技术特征摘要】
1.一种大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，其特征在于，包括：
底座；
涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；
涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；
距离传感器，设置于所述涂布头的两端；
其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。


2.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，其特征在于，所述涂布头的两端通过涂布头高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，和/或所述涂布平台在涂布方向上的两侧通过平台高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，以实现所述涂布头和所述基板之间沿涂布方向上的局部间距的调节。


3.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，其特征在于，所述涂布头的两端通过涂布头高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，和/或所述涂布平台在垂直于涂布方向上的两侧通过平台高度调整器安装于所述底座从而相对于所述底座高度连续可调，以实现所述涂布头和所述基板之间沿垂直于涂布方向上的局部间距的调节。


4.根据权利要求2或3所述的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，其特征在于，所述涂布头高度调整器为液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗琦，杨松旺，邬荣敏，陈薪羽，丁莞尔，洪凌，关键，寿春晖，余志胜，曹剑峰，饶研子，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，浙江天地环保科技股份有限公司，浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31