一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法，包括配液装置、存储装置、还原装置、输液装置、供液装置和涂布装置，所述存储装置包括自下而上的鼓泡装置和金属网，所述还原装置腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板，所述输液装置包括第一输液装置和第二输液装置，所述第二输液装置为所述供液装置前端组成部分，所述供液装置左侧连接还原装置，右侧连接涂布装置。该方法通过延长前驱液输液路径最大限度将前驱液中Sn

【技术实现步骤摘要】
一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及全钙叠层钙钛矿电池
，尤其涉及一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着光伏产业的快速发展，PERC电池的产业化效率也已经达到了23.5％，快要达到24％的效率极限。而作为光伏行业的新进宠儿，钙钛矿电池历经13年的快速发展，光电转化效率已经从3.8％提升至25.7％，稳定性也得到了极大的提升，同时钙钛矿/钙钛矿叠层电池(全钙叠层)效率更是突破28.0％，超越了单晶硅电池创下的26.7％的纪录。虽然小面积全钙叠层电池取得了傲人的成绩，但随着钙钛矿大面积产业化进程的加快，钙钛矿电池制备工艺的稳定性缺限制了其在光伏电站领域与传统晶硅电池的竞争。
[0003]全钙叠层钙钛矿电池由顶电池和底电池两部分组成，顶电池和底电池分别吸收短波段和长波段的光，其中顶电池由锡铅混合的窄带隙钙钛矿材料制备，通过调整钙钛矿前驱液中的锡铅比例实现带隙的调整优化。但由于锡铅混合钙钛矿中的锡为+2锡，在空气中容易被氧化为+4价，现有全钙叠层电池为了防止前驱液中的Sn
2+
氧化成为Sn
4+
，通常采用在钙钛矿前驱液中添加还原剂来抑制Sn
2+
的氧化或者在已经结晶的钙钛矿薄膜表面沉积一层阻隔层来防止氧化反应的发生，但添加剂工程和阻隔层会不可避免的造成全钙叠层电池性能的下降，因此
[0004]如何避免产业化过程中前驱液中的Sn
2+
氧化成为Sn
4+
成为了全钙叠层电池的重中之重。除了保证前驱液储存过程中Sn
2+
的稳定性，同样保证前驱液在涂布过程中的稳定性也尤为重要，传统狭缝涂布装置的刀头采用不锈钢材质制成，当前驱液进入到狭缝涂布装置中即开始氧化，因此会导致钙钛矿结晶过程中形貌的变化。
[0005]现有钙钛矿前驱液供液系统直接采用供液泵的形式将前驱液定量输入涂布装置实现镀膜，对于锡铅混合钙钛矿体系而言，由于管道中残存的氧气以及涂布装置暴露在空气中等问题容易不可避免会导致Sn
2+
氧化，因此本专利技术提供一种锡铅混合钙钛矿供液装置改善现有技术全钙叠层电池制造过程中Sn
2+
氧化成Sn
4+
的问题，提升锡铅混合钙钛矿前驱液的稳定性以及涂布过程中的结晶稳定性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种锡铅混合钙钛矿供液系统以决全钙叠层电池前驱液中的Sn
2+
易氧化和涂布过程中稳定性的问题。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一种锡铅混合钙钛矿供液系统的使用方法。
[0008]本专利技术所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法，包括：配液装置，存储装置、还原装置、输液装置、供液装置和涂布装置，所述存储装置包括自下而上的鼓泡装置和金属网，所述还原装置腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板，所述输供液装置包括第一输液装置和第二输液装置，所述第一输液装置左侧连接存储装置，右侧连接还原装置，
所述第二输液装置做为供液装置的组成部分，位于供液装置的前端，所述供液装置的末端设置有浓度检测装置和过滤装置，且供液装置左侧连接还原装置，右侧连接涂布装置，所述涂布装置由涂布设备和基底组成，所述涂布设备主要包括刀头。
[0009]所述鼓泡装置连通配液装置，鼓泡装置位于存储装置底部，配液装置通过供液泵将配置好的前驱液通过鼓泡装置转移到存装置中。
[0010]所述金属网布置在鼓泡装置以上且依次平行分布在存储装置不同位置，所述金属网的材质为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或几种。
[0011]所述鼓泡装置出液孔为圆形、菱形、椭圆形、三角形、梯形、矩形中的一种或几种混合搭配。
[0012]所述存储装置右侧为还原装置，所述还原装置腔室内纵向设置的上下间隔的金属隔板为平行间隔，且隔板数为1
‑
n之间的任意数值。
[0013]所述还原装置右侧为供液装置，所述供液装置还包括导管，导管右侧为浓度检测设置。所述浓度检测装置可以单一或同时检测Sn
2+
，Sn
4+
的离子浓度。
[0014]所述导管内部涂层为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或多种的合金，也可以是上述金属材料的金属导管。
[0015]所述过滤装置位于供液装置最右侧，起到过滤的作用，防止前驱液中的残渣及未完全溶解的前驱体进入涂布装置损坏刀头，过滤装置孔径大小为0.25
‑
1um。
[0016]所述供液装置右侧为涂布装置，所述涂布装置刀头内部还设置有歧管，所述涂布装置刀头和歧管内部均镀有金属涂层，所述金属涂层为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或多种的合金。
[0017]一种锡铅混合钙钛矿供液装置的使用方法，包括以下步骤：
[0018]S1.在配液装置中配置好的前驱液通过鼓泡装置引入存储装置，优选地，鼓泡装置出气口为圆形，鼓泡口直径为存储装置宽度的1/10，且鼓泡口均匀分布，金属网2采用锡网，此时前驱液中若存在Sn
4+
，则会发生Sn
4+
+Sn＝2Sn
2+
反应，将Sn
4+
还原成为Sn
2+
；
[0019]S2.通过供液装置将存储装置中的前驱液引入还原装置，优选地，还原装置中设置锡板，间隔宽度为还原装置宽度的1/10，隔板均匀分布，同样此时前驱液中若存在Sn
4+
，则会发生Sn
4+
+Sn＝2Sn
2+
反应，将Sn
4+
还原成为Sn
2+
；
[0020]S3.通过供液装置将还原装置中的前驱液通过镀锡导管导入涂布系统，优选地，浓度检测装置用于检测前驱液中的Sn
4+
，过滤装置孔径大小为0.25um，同样此时前驱液中若存在Sn
4+
，则会发生Sn
4+
+Sn＝2Sn
2+
反应，将Sn
4+
还原成为Sn
2+
；
[0021]S4.通过供液系统将前驱液通入涂布装置，涂布装置中刀头内部采用镀锡保护层，包括歧管内部全部采用镀锡保护层，同样此时前驱液中若存在Sn
4+
，则会发生Sn
4+
+Sn＝2Sn
2+
反应，将Sn
4+
还原成为Sn
2+
。
[0022]本专利技术所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法，通过改变现有设备，添加了存储装置、还原装置、供液装置以及涂布装置，该方法通过延长前驱液输液路径，最大限度的将前驱液中的Sn
4+
还原成为Sn
2+
，以避免使用过程中Sn
2+本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：该供液系统包括配液装置，存储装置、还原装置、输液装置、供液装置和涂布装置，所述存储装置包括自下而上的鼓泡装置和金属网，所述还原装置腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板，所述输液装置包括第一输液装置和第二输液装置，所述第一输液装置左侧连接存储装置，右侧连接还原装置，所述第二输液装置做为供液装置的组成部分，位于供液装置的前端，所述供液装置的末端设置有浓度检测装置和过滤装置，且供液装置左侧连接还原装置，右侧连接涂布装置，所述涂布装置由涂布设备和基底组成，所述涂布设备主要包括刀头。2.根据权利要求1所述的所述一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述鼓泡装置连通配液装置且鼓泡装置位于存储装置底部，配液装置通过供液泵将配置好的前驱液通过鼓泡装置转移到存储装置中。3.根据权利要求1所述的所述一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述金属网布置在鼓泡装置以上且依次平行分布在存储装置不同位置，所述金属网的材质为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的所述一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述鼓泡装置出液孔为圆形、菱形、椭圆形、三角形、梯形、矩形中的一种或几种混合搭配。5.根据权利要求1所述的所述一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述存储装置右侧为还原装置，所述还原装置腔室内纵向设置的上下间隔的金属隔板为平行间隔，且金属隔板数为1
‑
n之间的任意数值。6.根据权利要求1所述的一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述还原装置右侧为供液装置，所述供液装置还包括导管，导管右侧为浓度检测设置，所述浓度检测装置可以单一或同时检测Sn
2+
，Sn
4+
的离子浓度。7.根据权利要求6所述一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述导管内部涂层为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或多种的合金，也可以是上述金属材料的金属导管。8.根据权利要求1所述的一种锡铅混合钙钛矿供液系统，其特征在于：所述过滤装置位于供液装置最右侧，起到过滤的作用，防止前驱液中的残渣及未完全溶解的前驱体进入涂布装置损坏刀头，过滤装置孔径大小...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗昕，
申请(专利权)人：仁烁光能苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：