近空间升华装置、钙钛矿膜层及其制备系统和方法、电池制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置、钙钛矿膜层及其制备系统和方法、电池，本发明专利技术的近空间升华装置，其包括依次连通设置的进片腔室、近空间升华腔室和出片腔室，以及用于传送盛放有基片的基片架的传动机构，且基片架为沿高度方向间隔布置的多层；进片腔室和近空间升华腔室通过第一阀门相连，并在进片腔室内设置有用于驱使放置有基片架的第一基底载台升降的升降机构；因升降机构驱使第一基底载台升降，各基片架被依次输送至与第一阀门相适配的高度，并由传动机构传送至近空间升华腔室内。本发明专利技术的近空间升华装置，能够实现基片架在高度方向上的位置调整，进而实现基片的连续输送，而可提高该近空间升华装置的作业效率。作业效率。作业效率。

【技术实现步骤摘要】
近空间升华装置、钙钛矿膜层及其制备系统和方法、电池


[0001]本专利技术涉及近空间升华
，特别涉及一种制备钙钛矿膜层的近空间升华装置，同时本专利技术也涉及一种制备钙钛矿膜层的方法，同时本专利技术还涉及一种钙钛矿膜层，同时本专利技术还涉及一种钙钛矿太阳能电池。

技术介绍

[0002]太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新型清洁能源，钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池。由于钙钛矿新型太阳能电池对可见光吸收高、成膜工艺简单、光电转换效率提升快而受到全世界的关注。钙钛矿太阳能电池的产业化首先需要解决大面积均匀制备钙钛矿膜层的技术问题。
[0003]目前制备钙钛矿太阳电池的方法有很多，如旋涂法、真空法、刮涂法及喷涂法等。这些方法可大致分为溶液法和真空法，溶液法就是把钙钛矿的前驱体材料全部溶解在N，N
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二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)等有机溶剂中，通过旋涂法、刮涂法、喷涂法或狭缝涂布法(Slot
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die)等制备钙钛矿膜层；而真空法则是通过热蒸发法、溅射法或近空间升华法等在真空状态下把钙钛矿的前驱体材料直接制备到衬底上，全程没有溶剂参与。
[0004]由于溶液具有流动性，如果采用溶液法在绒面基底或具有较大粗糙度的不平整基底上制备钙钛矿膜层，则会在绒面顶部或颗粒凸起处形成较薄膜层甚至是有孔洞的膜层，进而导致制备的钙钛矿膜层有大量的针孔或孔洞。故，溶液法只适用于旋涂法制备小面积的钙钛矿电池或在较小面积基底上刮涂或狭缝涂布(Slot
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die)制备小型钙钛矿组件，但并不适合在绒面基底及不平整基底上制备均匀的钙钛矿薄膜。
[0005]此外，溶液法制备钙钛矿膜层过程中，会引入溶剂，在生产上不仅会增加一步加溶剂和去除溶剂的过程，而且大量溶剂挥发会造成环境污染，不易实现绿色生产。而真空蒸发法不容易精准控制各组分比例，且不容易连续给料，导致前驱体材料利用率较低、生产节拍较慢及能耗偏高。
[0006]而现有的近空间升华设备，虽然能够在一定程度上不依赖基底的平整度，可在绒面基底上及具有一定较大粗糙度的基底上制备大面积均匀的钙钛矿膜层，但是其还存在操作复杂、膜厚一致性差、设备成本高及设备占用面积大等问题，影响着该设备的使用效果。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，以可提高生产效率。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]一种制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，包括依次连通设置的进片腔室、近空间升华腔室和出片腔室，以及用于将盛放有基片的基片架由所述进片腔室依次传送至所述近空间升华腔室和所述出片腔室的传动机构；
[0010]所述基片架为沿高度方向间隔布置的多层，所述近空间升华腔室内设有升华源，
且所述升华源上设有用于蒸发的源材料；
[0011]所述进片腔室和所述近空间升华腔室通过第一阀门相连，并在所述进片腔室内设置有用于驱使放置有所述基片架的第一基底载台升降的升降机构；
[0012]因所述升降机构驱使所述第一基底载台升降，各所述基片架被依次输送至预设高度，并由所述传动机构传送至所述近空间升华腔室内。
[0013]进一步的，升降机构包括设于所述进片腔室内的驱动部，所述第一基底载台与所述驱动部的驱动端传动相连。
[0014]进一步的，所述近空间升华腔室内设有用于承接所述传动机构输送的所述基片架的第二基底载台，以及与所述第二基底载台沿高度方向上下相对设置的升华源。
[0015]进一步的，所述第二基底载台沿高度方向往复升降设置，且所述升华源沿水平方向往复滑动设置；和/或，所述升华源沿高度方向往复升降设置，且所述第二基底载台沿水平方向往复滑动设置。
[0016]进一步的，所述升华源包括盒体，以及设于所述盒体内的多个面式升华源本体。
[0017]进一步的，所述升华源本体包括呈盒状的升华腔室，所述升华腔室顶部开口设置并盖设有盖板，所述升华腔室内置有所述源材料，所述盖板上设有连通所述升华腔室内部并将蒸发后的所述源材料喷出的喷嘴。
[0018]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0019]本专利技术所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，通过设置升降机构，可实现基片架在高度方向上的位置调整，并在基片架设置为多层的基础上，以可实现基片的连续输送，进而提高该近空间升华装置的生产效率；同时，在极片上形成钙钛矿骨架层为沉积方式，以使制备钙钛矿骨架层不依赖基片的平整度，可在绒面基片上或具有较大粗糙度的基片上制备大面积均匀的钙钛矿膜层。
[0020]本专利技术的另一目的在于提出一种制备钙钛矿膜层的系统，该系统包括如上所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，与所述近空间升华装置相连的涂布设备，以及与所述涂布设备相连的基片退火设备。
[0021]本专利技术的制备钙钛矿膜层的系统，通过采用上述的近空间升华装置，其能够以沉积的方式形成钙钛矿骨架层，而不依赖基片的平整度，而在绒面基片上或具有较大粗糙度的基片上制备大面积均匀的钙钛矿膜层，同时采用该系统可以同时掺杂有机成分和无机成分，并且可以实现各组分含量的精确掺杂，钙钛矿膜层的晶体纯度高且形貌可控，从而显著提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和电性能。
[0022]此外，本专利技术也提出了一种制备钙钛矿膜层的方法，该方法包括：
[0023]S1、在近空间升华装置中制备钙钛矿骨架层，其中，通过传动机构带动基片架(4)由进片腔室(1)进入近空间升华腔室(2)，在所述近空间升华腔室 (2)中，先通过升华源上的源材料(15)升华，以在所述基片架(4)的基片上形成一层无机骨架层，再将所述基片架(4)经由出片腔室(3)进入涂布设备；
[0024]S2、在所述涂布设备中，在所述无机骨架层上涂布一层有机物层，然后将所述基片输送至基片退火设备；
[0025]S3、在所述基片退火设备中，使所述有机物层和所述无机骨架层发生反应，以得到钙钛矿膜层。
[0026]本专利技术的制备钙钛矿膜层的方法，其制备钙钛矿膜层不依赖基片的平整度，可在绒面基片上或具有较大粗糙度的基片上制备大面积均匀的钙钛矿膜层，同时采用该系统可以同时掺杂有机成分和无机成分，并且可以实现各组分含量的精确掺杂，钙钛矿膜层的晶体纯度高且形貌可控，从而显著提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和电性能。
[0027]另外，本专利技术还提出了一种钙钛矿膜层，所述钙钛矿膜层由上述的方法制备得到。
[0028]本专利技术的钙钛矿膜层，通过采用上述方法，其具有较高的晶体质量以及纯度，从而可以提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和电性能。
[0029]同时，本专利技术还提出了一种钙钛矿太阳能电池，其包括基底，以及依次层叠地设于所述基底上的第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和背电极，且所述钙钛矿吸收层为上述的钙钛矿膜层。
[0030]本专利技术的钙钛矿太阳能电池，通过采用上述的钙钛矿膜层，而具有较高的稳定性和电性能。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，其特征在于：包括依次连通设置的进片腔室(1)、近空间升华腔室(2)和出片腔室(3)，以及用于将盛放有基片的基片架(4)由所述进片腔室(1)依次传送至所述近空间升华腔室(2)和所述出片腔室(3)的传动机构；所述基片架(4)为沿高度方向间隔布置的多层，所述近空间升华腔室(2)内设有升华源(10)，且所述升华源(10)上设有用于蒸发的源材料(15)；所述进片腔室(1)和所述近空间升华腔室(2)通过第一阀门(6)相连，并在所述进片腔室(1)内设置有用于驱使放置有所述基片架(4)的第一基底载台(5)升降的升降机构；因所述升降机构驱使所述第一基底载台(5)升降，各所述基片架(4)被依次输送至预设高度，并由所述传动机构传送至所述近空间升华腔室(2)内。2.根据权利要求1所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，其特征在于：升降机构包括设于所述进片腔室(1)内的驱动部，所述第一基底载台(5)与所述驱动部的驱动端传动相连。3.根据权利要求1所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，其特征在于：所述近空间升华腔室(2)内设有用于承接所述传动机构输送的所述基片架(4)的第二基底载台(9)，且所述第二基底载台(9)与所述升华源(10)沿高度方向上下相对设置。4.根据权利要求3所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，其特征在于：所述第二基底载台(9)沿高度方向往复升降设置，且所述升华源(10)沿水平方向往复滑动设置；和/或，所述升华源(10)沿高度方向往复升降设置，且所述第二基底载台(9)沿水平方向往复滑动设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备钙钛矿骨架层的近空间升华装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，王学戈，李明洁，邵君，于振瑞，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：