钙钛矿薄膜的制备装置及钙钛矿薄膜的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了钙钛矿薄膜的制备装置及钙钛矿薄膜的制备方法，涉及太阳能电池技术领域。利用传输机构对基板进行传输，当基板传输至光电感应机构时，利用外部注液系统向狭缝涂布机构注入前驱体溶液，基板通过狭缝涂布机构进行一次硬涂布，然后通过二次软膜涂布机构进行二次涂布形成均匀的钙钛矿湿膜；传输机构输送基板经过吹扫烘干组件，对钙钛矿湿膜进行吹扫烘干，形成钙钛矿薄膜。本发明专利技术提供的钙钛矿薄膜的制备装置可以实现一步溶液法及两步溶液法制备薄膜，二次软涂布工艺能够减少或消除薄膜硬损伤，提高成膜质量；自动化控制和连续传输有利于实现溶液法连续大面积规模化生产，提高生产效率、降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿薄膜的制备装置及钙钛矿薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体而言，涉及钙钛矿薄膜的制备装置及钙钛矿薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池因其理论效率高，可溶液法制备等优势备受关注。目前钙钛矿薄膜常见的制备方法有旋涂法、刮涂法、狭缝涂布法、喷涂以及气相辅助沉积等。
[0003]目前报道的高效率器件通常使用旋涂法，电池有效面积通常小于0.1cm2，且制备过程中需要用到氯苯等有毒反溶剂萃取钙钛矿前驱液中的有机溶剂，以上两点一方面无法满足工业化生产，另一方面反溶剂等使用会对环境及人体产生不良影响。而气相辅助沉积技术虽然可以实现大面积制备及无反溶剂参与，但是涉及到真空设备，成本高昂，材料利用率低。
[0004]常见的溶液法大面积钙钛矿制备技术有刮涂法和狭缝涂布法。刮涂法制备过程中需要人为不断补充前驱体液体，无法实现连续涂布生产的目的，无形中增加人力成本和时间成本，且在补液过程中容易出现补液不及时或补液连接处出现薄膜不均匀等情况。狭缝涂布法虽然解决了连续补液的问题，且能够更加精细地控制涂布过程，但是现有技术中仍未脱离反溶剂的使用，而反溶剂如果不能及时去除会对钙钛矿薄膜造成损伤，且氯苯等反溶剂的使用会对人体健康及环境产生不良影响。
[0005]因此，如何大面积、高效、高质量制备钙钛矿薄膜仍存在一定的技术难点。
[0006]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供钙钛矿薄膜的制备装置及钙钛矿薄膜的制备方法，旨在实现大面积、高效和高质量的制备钙钛矿薄膜。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种钙钛矿薄膜的制备装置，用于传输基板的传输机构、用于感应基板位置的光电感应机构、用于对基板表面进行涂布形成钙钛矿湿膜的涂布机构、用于对涂布后形成的钙钛矿湿膜进行后处理的吹扫烘干组件；
[0010]涂布机构、吹扫烘干组件在传输机构的传输方向上依次设置，以利用传输机构输送基板依次经过涂布机构和吹扫烘干组件；
[0011]涂布机构包括在传输方向上依次设置的狭缝涂布机构和二次软膜涂布机构，光电感应机构的安装位置与狭缝涂布机构相对应，光电感应机构与外部注液系统相连，以在基板传输至光电感应机构时，利用外部注液系统对狭缝涂布机构进行注液。
[0012]在本专利技术可选的实施方式中，狭缝涂布机构包括第一狭缝模头和与第一狭缝模头相对且固定安装的第二狭缝模头，第一狭缝模头上设置有用于连接外部注液系统的至少一个进料口，第一狭缝模头和第二狭缝模头的内部形成有与进料口连通的储液腔，储液腔的
底部连通有直流狭缝，直流狭缝从储液腔延伸至狭缝涂布机构的底部，且直流狭缝从狭缝涂布机构水平方向的一端延伸至相对的另一端，以通过直流狭缝输出涂布液至基板上。
[0013]在本专利技术可选的实施方式中，二次软膜涂布机构包括前夹板、后夹板和用于固定前夹板和后夹板的固定件，前夹板和后夹板中夹持有软膜，软膜向传输机构方向延伸，以对基板上涂覆的物料进行二次涂布。
[0014]在本专利技术可选的实施方式中，吹扫烘干组件包括在传输方向上依次设置的风刀吹扫机构和后处理机构，后处理机构包括顶部处理单元和底部加热单元，底部加热单元安装于传输机构上，以从基板的底部进行加热，顶部处理单元与底部加热单元相对设置，顶部处理单元为加热负压一体装置，以在基板传输至顶部处理单元下方后，对钙钛矿湿膜同时进行加热和/或负压抽气。
[0015]在本专利技术可选的实施方式中，传输机构上设置有固定支架，固定支架上连接有安装横梁，狭缝涂布机构通过第一丝杆调节机构安装于安装横梁上，以通过第一丝杆调节机构对狭缝涂布机构进行高度调节；
[0016]安装横梁上还固定有第一横梁悬架臂，二次软膜涂布机构通过第二丝杆调节机构安装于第一横梁悬架臂上，以通过第二丝杆调节机构调节二次软膜涂布机构对钙钛矿湿膜的接触角和压力。
[0017]在本专利技术可选的实施方式中，还包括第二横梁悬架臂和第三横梁悬架臂，第一横梁悬架臂与第二横梁悬架臂之间通过第一万向球轴节连接，第二横梁悬架臂和第三横梁悬架臂通过第二万向球轴节连接，第三横梁悬架臂远离第二横梁悬架臂的一端与风刀吹扫机构连接。
[0018]在本专利技术可选的实施方式中，风刀吹扫机构包括第一吹扫模头和与第一吹扫模头相对且固定安装的第二吹扫模头，在第一吹扫模头上设置有用于连接送风系统的至少一个连接口，第一吹扫模头和第二吹扫模头的内腔中形成送风室，第一吹扫模头和第二吹扫模头在底部间隔设置，以形成线型狭缝出风口，线型狭缝出风口与送风室连通；
[0019]送风室包括主体腔室和用于连接主体腔室和线型狭缝出风口的连接通道，主体腔室的宽度大于线型狭缝出风口的宽度，连接通道的宽度从顶部至底部逐渐减小。
[0020]在本专利技术可选的实施方式中，传输机构包括第一传输机构和用于承接第一传输机构输出物料的第二传输机构，涂布机构和风刀吹扫机构安装于第一传输机构上方，后处理机构中的底部加热单元安装于第二传输机构上，在第一传输机构上还设置有预加热机构。
[0021]第二方面，本专利技术还提供一种钙钛矿薄膜的制备方法，利用上述任一实施方式中的钙钛矿薄膜的制备装置进行制备，包括：
[0022]利用传输机构对基板进行传输，当基板传输至光电感应机构时，利用外部注液系统向狭缝涂布机构注入前驱体溶液，基板通过狭缝涂布机构进行一次硬涂布，然后通过二次软膜涂布机构进行二次涂布形成均匀的钙钛矿湿膜；
[0023]传输机构输送基板经过吹扫烘干组件，对钙钛矿湿膜进行吹扫烘干，形成钙钛矿薄膜。
[0024]在本专利技术可选的实施方式中，制备方法具有以下特征a1
‑
a13中的至少一种：
[0025]特征a1：狭缝涂布机构上的直流狭缝底部与基板之间的间距为0cm～5cm；
[0026]特征a2：所述狭缝涂布机构的出液流速为0.001mL/min～20mL/min；
[0027]特征a3：所述狭缝涂布机构上的直流狭缝的宽度为0.1μm～500μm；
[0028]特征a4：所述二次软膜涂布机构上的软膜与基板的接触角为0
°
～90
°
；
[0029]特征a5：风刀吹扫机构的最低点与基板之间的间距为0cm～10cm；
[0030]特征a6：风刀吹扫机构上的线型狭缝出风口的宽度为0.1μm～500μm；
[0031]特征a7：风刀吹扫机构上的线型狭缝出风口的压力为0MPa～1MPa；
[0032]特征a8：预加热机构的加热温度为20℃～200℃；
[0033]特征a9：传输机构的传输速率为0mm/s～100mm/s；
[0034]特征a10：后处理机构上的底部加热单元的加热范围为20℃～500℃；
[0035]特征a11：后处理机构上的顶部处理单元的加热范围为20℃～500℃；
[0036]特征a12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，用于传输基板的传输机构、用于感应基板位置的光电感应机构、用于对所述基板表面进行涂布形成钙钛矿湿膜的涂布机构、用于对涂布后形成的所述钙钛矿湿膜进行后处理的吹扫烘干组件；所述涂布机构、所述吹扫烘干组件在所述传输机构的传输方向上依次设置，以利用所述传输机构输送基板依次经过所述涂布机构和所述吹扫烘干组件；所述涂布机构包括在传输方向上依次设置的狭缝涂布机构和二次软膜涂布机构，所述光电感应机构的安装位置与所述狭缝涂布机构相对应，所述光电感应机构与外部注液系统相连，以在基板传输至所述光电感应机构时，利用外部注液系统对所述狭缝涂布机构进行注液。2.根据权利要求1所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述狭缝涂布机构包括第一狭缝模头和与所述第一狭缝模头相对且固定安装的第二狭缝模头，所述第一狭缝模头上设置有用于连接外部注液系统的至少一个进料口，所述第一狭缝模头和所述第二狭缝模头的内部形成有与所述进料口连通的储液腔，所述储液腔的底部连通有直流狭缝，所述直流狭缝从所述储液腔延伸至所述狭缝涂布机构的底部，且所述直流狭缝从所述狭缝涂布机构水平方向的一端延伸至相对的另一端，以通过所述直流狭缝输出涂布液至基板上。3.根据权利要求1或2所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述二次软膜涂布机构包括前夹板、后夹板和用于固定所述前夹板和所述后夹板的固定件，所述前夹板和所述后夹板中夹持有软膜，所述软膜向所述传输机构方向延伸，以对基板上涂覆的物料进行二次涂布。4.根据权利要求3所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，吹扫烘干组件包括在传输方向上依次设置的风刀吹扫机构和后处理机构，所述后处理机构包括顶部处理单元和底部加热单元，所述底部加热单元安装于所述传输机构上，以从所述基板的底部进行加热，所述顶部处理单元与所述底部加热单元相对设置，所述顶部处理单元为加热负压一体装置，以在所述基板传输至所述顶部处理单元下方后，对所述钙钛矿湿膜同时进行加热和/或负压抽气。5.根据权利要求4所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述传输机构上设置有固定支架，所述固定支架上连接有安装横梁，所述狭缝涂布机构通过第一丝杆调节机构安装于所述安装横梁上，以通过所述第一丝杆调节机构对所述狭缝涂布机构进行高度调节；所述安装横梁上还固定有第一横梁悬架臂，所述二次软膜涂布机构通过第二丝杆调节机构安装于所述第一横梁悬架臂上，以通过所述第二丝杆调节机构调节二次软膜涂布机构对钙钛矿湿膜的接触角和压力。6.根据权利要求5所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，还包括第二横梁悬架臂和第三横梁悬架臂，所述第一横梁悬架臂与所述第二横梁悬架臂之间通过第一万向球轴节连接，所述第二横梁悬架臂和所述第三横梁悬架臂通过第二万向球轴节连接，所述第三横梁悬架臂远离所述第二横梁悬架臂的一端与所述风刀吹扫机构连接。7.根据权利要求4所述钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述风刀吹扫机构包括第一吹扫模头和与所述第一吹扫模头相对且固定安装的第二吹扫模头，在所述第一吹扫模头上设置有用于连接送风系统的至少一个连接口，所述第一吹扫模头和所述第二吹扫模头的内腔中形成送风室，所述第一吹扫模头和所述第二吹扫模头在底部间隔设置，以形成线型
狭缝出风口，所述线型狭缝出风口与所述送风室连通；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永胜，徐帆，张梦，李子坤，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：