一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置制造方法及图纸

一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，包括腔室主体、腔门、工艺控制操作面板及机械泵。所述腔室主体内部顶面有红外辐射加热灯，腔室主体内部侧壁有温度传感器和真空压力传感器，腔室主体内部设有基片台；所述腔室主体正面转动连接有腔门，腔门外侧有旋转把手，腔门中部有观察窗，腔门内侧有密封圈；所述腔室主体左侧设有工艺控制操作面板，工艺控制操作面板上设有显示器、计时器、控制器；所述腔室主体底部通过抽气管路与机械泵连接，抽气管路上设有真空阀，腔室主体侧面有放气管路，放气管路上设有放气阀。该装置将真空制晶装置与退火加热装置合为一体，有效降低了设备量的需求和成本；采用红外辐射灯加热退火，有利于提高薄膜质量。高薄膜质量。高薄膜质量。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置


[0001]本技术属于光伏领域，具体为一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置。

技术介绍

[0002]如今全球光伏领域飞速发展，而钙钛矿太阳能电池因其制备简单及较高的光电转换效率掀起了一轮研究热潮。目前钙钛矿太阳能电池的最高效率已经达到25.8％，即使已经基本和商业晶硅电池相当，却仍展示出巨大的发展潜力。在钙钛矿太阳能电池的结构中，钙钛矿层是决定器件性能的最重要的部分。钙钛矿薄膜有多种制备方法，其工业化制备方法多为狭缝涂布法，配合这种涂布技术的钙钛矿结晶工艺主要为两步法结晶，即先使用真空设备在低压环境去除钙钛矿湿膜中的溶剂，促进钙钛矿晶核的生成，再将钙钛矿薄膜转移到热台上退火促成钙钛矿晶粒的生长。但是，当前使用该工艺制备钙钛矿薄膜需要两台设备，即真空设备和热台退火设备，不仅增加了设备成本和操作难度，且传统热台退火仅是底部加热，容易导致钙钛矿薄膜受热不均影响薄膜质量并最终影响器件性能。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，其结构包括腔室主体、腔门、工艺控制操作面板及机械泵。所述腔室主体内部顶面有红外辐射加热灯，腔室主体内部侧壁有温度传感器和真空压力传感器，腔室主体内部设有基片台；所述腔室主体正面转动连接有腔门，所述腔门外侧有旋转把手，腔门中部有观察窗，腔门内侧有密封圈；所述腔室主体左侧设有工艺控制操作面板，所述工艺控制操作面板上设有显示器、计时器、控制器；所述腔室主体底部通过抽气管路与机械泵连接，抽气管路上设有真空阀，腔室主体侧面有放气管路，放气管路上设有放气阀。
[0005]优选的，所述腔门内侧有密封圈固定贴合，密封圈为耐高温、耐磨损的高分子材料制成，确保腔体的密封性。
[0006]优选的，所述抽气管路位于腔室主体底部，与机械泵相连接，其位于腔室主体底部能够利用气体分子的重力作用，较为快捷的抽除腔体内的空气。
[0007]优选的，所述温度传感器及真空压力传感器与显示器电连接，用于显示腔室主体内的温度和压强。
[0008]优选的，控制器为可编程逻辑控制器(PLC)，这样便于控制，且整个装置结构更加简单。控制器与真空阀、放气阀、红外辐射加热灯电连接，控制器的主要作用是：控制真空阀、放气阀、以及红外辐射加热灯。
[0009]优选的，所述观察窗材料为钢化玻璃，便于操作人员观察腔室主体内基片台上基片的情况，便于控制钙钛矿结晶过程及后续优化工艺操作参数。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0011]1、该钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，将真空制晶装置与退火加热装置合为一体，有效的降低了设备量的需求和成本，减少了设备的占地面积及工序流转中的时间浪费和其它不可控因素的影响，进而大幅度提高生产效率，适用于工业化生产。
[0012]2、该钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，采用红外辐射灯加热退火，相比于传统的热台加热退火，增加了退火的均匀性，更有利于钙钛矿薄膜晶粒的生长，有助于推动制备大尺寸、均匀结晶的高品质钙钛矿薄膜和高性能的电池器件。
[0013]3、该钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，采用封闭式腔体，能有效减少传统退火过程中钙钛矿薄膜暴露在空气中造成的薄膜污染，提高钙钛矿薄膜质量。
附图说明
[0014]图1为本技术装置外部示意图；
[0015]图2为本技术装置内部示意图；
[0016]图中：1
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1腔室主体；1
‑
2红外辐射加热灯；1
‑
3温度传感器；1
‑
4基片台；2
‑
1工艺控制操作面板；2
‑
2显示器；2
‑
3计时器；2
‑
4控制器；3
‑
1腔门；3
‑
2旋转把手；3
‑
3观察窗；3
‑
4密封圈；4
‑
1机械泵；4
‑
2真空阀；4
‑
3放气阀；4
‑
4抽气管路；4
‑
5放气管路；4
‑
6真空压力传感器。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。
[0018]一种钙钛矿太阳能电池的高压加热退火装置，包括腔室主体1
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1、腔门3
‑
1、工艺控制操作面板2
‑
1及机械泵4
‑
1。所述腔室主体1
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1内部顶面有红外辐射加热灯1
‑
2，腔室主体1
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1内部侧壁有温度传感器1
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3和真空压力传感器4
‑
6，腔室主体1
‑
1内部设有基片台1
‑
4；所述腔室主体1
‑
1正面转动连接有腔门3
‑
1，所述腔门3
‑
1外侧有旋转把手3
‑
2，腔门中部有观察窗3
‑
3，腔门内侧有密封圈3
‑
4；所述腔室主体1
‑
1左侧设有工艺控制操作面板2
‑
1，所述工艺控制操作面板2
‑
1上设有显示器2
‑
2、计时器2
‑
3、控制器2
‑
4；所述腔室主体1
‑
1底部通过抽气管路4
‑
4与机械泵4
‑
1连接，抽气管路4
‑
4上设有真空阀4
‑
2，腔室主体1
‑
1侧面有放气管路4
‑
4，放气管路上设有放气阀4
‑
3。
[0019]利用本技术装置对钙钛矿太阳能电池进行真空制晶及退火的方法如下：
[0020]转动旋转式门把手打开腔门，将钙钛矿湿膜放置在基片台上，关闭腔门；打开机械泵，通过控制器打开真空阀，使腔体内压强降至10Pa以下，然后使用计时器计时一分钟，此时钙钛矿湿膜中的溶剂大部分挥发，钙钛矿晶核生成。然后关闭真空阀，关闭机械泵，通过控制器控制红外辐射加热灯开启，腔室内温度升高，温度升至300摄氏度时，使用计时器计时20分钟，钙钛矿薄膜开始退火，进一步促进钙钛矿薄膜成核结晶。到时间后，通过控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及退火装置，其特征在于：包括腔室主体、腔门、工艺控制操作面板及机械泵；所述腔室主体内部顶面有红外辐射加热灯，腔室主体内部侧壁有温度传感器和真空压力传感器，腔室主体内部设有基片台；所述腔室主体正面转动连接有腔门，所述腔门外侧有旋转把手，腔门中部有观察窗，腔门内侧有密封圈；所述腔室主体左侧设有工艺控制操作面板，所述工艺控制操作面板上设有显示器、计时器、控制器；所述腔室主体底部通过抽气管路与机械泵连接，抽气管路上设有真空阀，腔室主体侧面有放气管路，放气管路上设有放气阀。2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳能电池一体化真空制晶及...

【专利技术属性】
技术研发人员：林冉，刘祖刚，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：