一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法技术

本发明专利技术公开一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法，其制备设备包括牵引带支架，所述牵引带支架左右两侧分别安装有放卷装置和收卷装置，所述牵引带支架顶端靠近放卷装置的一侧固定有第一升降平台；本发明专利技术通过将基带卷放置在放卷装置的放卷辊上，基带头粘贴在牵引带支架内侧的牵引带上，使基带跟随着牵引带运动，并以一定速度依次经过激光放射器、喷淋装置、超声波清洗箱、紫外臭氧机、第一热风烘干机、狭缝涂布头安装架、第二热风烘干机和激光蚀刻器后缠绕在收卷装置上，即可完成柔性钙钛矿太阳能电池的全套制备工作，解决了目前柔性钙钛矿太阳能电池不能连续生产问题。目前柔性钙钛矿太阳能电池不能连续生产问题。目前柔性钙钛矿太阳能电池不能连续生产问题。

【技术实现步骤摘要】
一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法


[0001]本专利技术涉及太阳能光伏
，尤其涉及一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿光电材料作为光电领域的明星材料，具有性能优越、价格低廉和加工制造工艺简单等优点，目前，基于钙钛矿材料的薄膜太阳电池、发光器件和探测器等都取得了突破性进展，展现出重要应用前景，钙钛矿薄膜太阳电池在短短10年时间内光电转换效率就从3.8％突破到25.8％以上，双结钙钛矿电池的效率超过了31％，显示了巨大的商业潜力，因此工业界正加快其产业化布局。
[0003]钙钛矿薄膜是钙钛矿薄膜器件中的核心组成部分，钙钛矿薄膜质量直接决定了钙钛矿器件性能，而溶液旋涂是实验室中溶液法制备钙钛矿薄膜及器件的常规方法，具有薄膜质量高和可控性好的特点，但只适合小面积、小批量的钙钛矿薄膜及器件制备，不匹配大面积、大批量的产业化制造工艺，所以，基于印刷技术高效率、大批量地制备高质量、均匀的大面积钙钛矿薄膜是推进钙钛矿光电器件产业化的重要途径。
[0004]在钙钛矿太阳能电池迈向商业化的快速推进中，卷对卷印刷工艺(roll
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to
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roll，R2R)已经由于其快速批量生产而显示出诱人的前景，R2R打印的优势有很多，诸如体积、稳定性和可重复性已在有机太阳能电池中得到充分证明，与印刷在刚性基板上相比，R2R制备的本质上要求基材和产品可弯曲至少达到一定程度，这增加了制备高效钙钛矿太阳能电池的难点，灵活是R2R制备钙钛矿电池拥有的不可独一无二的优点，例如轻量级和灵活性，扩大了钙钛矿电池的适用性进入各种移动电子设备，建筑和车辆集成太阳能电池。
[0005]学术界的持久研究工作,意味着通过R2R工艺打印钙钛矿的柔性电池组件是高性能柔性钙钛矿电池走向产业化的快速之路，因此，要以高通量技术加快钙钛矿太阳能电池的发展，器件中其他功能层和电极层制备也应适应R2R工艺。
[0006]在当前阶段，可打印电极的开发是实现完全R2R打印钙钛矿组件的瓶颈，虽然银纳米线、碳纳米管、石墨烯和有机材料表现出作为顶级表现的潜力用于柔性PSC的电极，其中大部分用于代替导电氧化物而不是金属电极，与硬质钙钛矿太阳能电池中的蒸镀或溅射工艺相比，这些制备工艺也造成了器件效率的降低。
[0007]除上述这些电极材料外，还需要开发更有效电极制备技术，一方面可以满足快速的R2R产线的制备技术，另一方面还要保证电池组件顶电极的质量和稳定性，因此，本专利技术提出一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法用以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备及方法，解决现有的柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备以及制备方法不能实现提
高柔性钙钛矿太阳能电池的器件效率、稳定性及快速制备的问题。
[0009]为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，包括牵引带支架，所述牵引带支架左右两侧分别安装有放卷装置和收卷装置，所述牵引带支架顶端靠近放卷装置的一侧固定有第一升降平台，所述第一升降平台靠近放卷装置的一侧安装有激光放射器，所述第一升降平台远离放卷装置的一侧设有安装于牵引带支架顶端的喷淋装置，所述喷淋装置设有两组且两组所述喷淋装置之间对称设有位于牵引带支架内部下方的超声波清洗箱，位于右侧的所述喷淋装置的右侧设有安装于牵引带支架顶端的紫外臭氧机，所述紫外臭氧机和喷淋装置之间设有第一热风烘干机，所述紫外臭氧机远离第一热风烘干机的一侧设有三组呈等距分布的狭缝涂布头安装架，所述狭缝涂布头安装架上安装有狭缝涂布头，三组所述狭缝涂布头安装架靠近收卷装置的一侧均设有第二热风烘干机，所述牵引带支架顶端靠近收卷装置的一侧固定有第二升降平台，所述第二升降平台远离收卷装置的一侧安装有激光蚀刻器。
[0010]进一步改进在于：所述放卷装置包括固定于牵引带支架上的安装板和对称安装于安装板上的收膜电机，两组所述收膜电机的输出端均通过轴承贯穿安装板并连接有收膜辊，两组所述收膜辊之间设有放卷辊，两组所述收膜电机之间设有安装于安装板上的磁粉制动器，所述磁粉制动器和放卷辊之间通过联轴器连接。
[0011]进一步改进在于：所述牵引带支架右侧安装有牵引带电机，所述牵引带支架内侧设有通过电机驱动传送的牵引带，所述牵引带支架内侧牵引带从左至右依次穿过第一升降平台、喷淋装置、超声波清洗箱、紫外臭氧机、第一热风烘干机、狭缝涂布头安装架、第二热风烘干机和第二升降平台。
[0012]进一步改进在于：所述激光放射器和激光蚀刻器分别通过螺丝安装于第一升降平台和第二升降平台上，所述激光放射器和激光蚀刻器的镜头均对准在牵引带支架内侧牵引带上的基带上。
[0013]进一步改进在于：所述超声波清洗箱内部设有对牵引带支架内侧牵引带进行导向的导向辊，所述超声波清洗箱内存储有水并通过超声波发生器对基带进行清洗，所述喷淋装置的进水口端连接有水泵且喷淋口端对准在牵引带支架内侧牵引带上的基带上。
[0014]进一步改进在于：所述狭缝涂布头上安装有注射泵并通过注射泵将预先配置的溶液经注射至狭缝涂布头内，所述狭缝涂布头上设有唇口并通过唇口将溶液涂抹在牵引带支架内侧牵引带上的基带上。
[0015]进一步改进在于：还包括主控系统和触摸屏，所述放卷装置、收卷装置、激光放射器、喷淋装置、超声波清洗箱、紫外臭氧机、第一热风烘干机、狭缝涂布头、第二热风烘干机和激光蚀刻器均与主控系统电性连接。
[0016]一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备的使用方法，包括以下步骤：
[0017]S1：先开启制备设备的电源，待制备设备的主控系统启动后通过制备设备的触摸屏设置制备设备的控制参数；
[0018]S2：待控制参数设置完毕后，先利用放卷装置对基带卷进行放卷，再利用牵引带电机启动牵引带支架内侧的牵引带传送，并将基带卷的基带头固定在牵引带上，同时将基带上下两层保护膜头固定在上下两组收膜辊上，接着启动收膜电机，使基带上的保护膜被自动收卷，基带则跟随牵引带传送；
[0019]S3：带基带跟随牵引带传送至激光放射器下方时，启动激光放射器按照固定程序在基带上进行激光蚀刻；
[0020]S4：蚀刻完毕后基带跟随牵引带传送至喷淋装置下方，此时启动喷淋装置对基带进行喷淋并冲去激光蚀刻产生的碎屑，喷淋完成后基带跟随牵引带传送至超声波清洗箱进行超声波清洗，超声波清洗后再进行二次喷淋冲洗；
[0021]S5：经二次喷淋冲洗的基带再跟随牵引带传送至第一热风烘干机处进行加热烘干，待基带表面的液体烘干后传送至紫外臭氧机处进行臭氧浸润；
[0022]S6：待基带经臭氧浸润后传送至狭缝涂布头安装架处，此时利用狭缝涂布头在基带表面涂布预先配置的溶液，完成涂布后再传送至第二热风烘干机处进行加热烘干，直至完成三次涂布和烘干；
[0023]S7：涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，其特征在于：包括牵引带支架(1)，所述牵引带支架(1)左右两侧分别安装有放卷装置(2)和收卷装置(3)，所述牵引带支架(1)顶端靠近放卷装置(2)的一侧固定有第一升降平台(4)，所述第一升降平台(4)靠近放卷装置(2)的一侧安装有激光放射器(5)，所述第一升降平台(4)远离放卷装置(2)的一侧设有安装于牵引带支架(1)顶端的喷淋装置(6)，所述喷淋装置(6)设有两组且两组所述喷淋装置(6)之间对称设有位于牵引带支架(1)内部下方的超声波清洗箱(7)，位于右侧的所述喷淋装置(6)的右侧设有安装于牵引带支架(1)顶端的紫外臭氧机(8)，所述紫外臭氧机(8)和喷淋装置(6)之间设有第一热风烘干机(9)，所述紫外臭氧机(8)远离第一热风烘干机(9)的一侧设有三组呈等距分布的狭缝涂布头安装架(10)，所述狭缝涂布头安装架(10)上安装有狭缝涂布头(11)，三组所述狭缝涂布头安装架(10)靠近收卷装置(3)的一侧均设有第二热风烘干机(12)，所述牵引带支架(1)顶端靠近收卷装置(3)的一侧固定有第二升降平台(13)，所述第二升降平台(13)远离收卷装置(3)的一侧安装有激光蚀刻器(14)。2.根据权利要求1所述的一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，其特征在于：所述放卷装置(2)包括固定于牵引带支架(1)上的安装板(201)和对称安装于安装板(201)上的收膜电机(202)，两组所述收膜电机(202)的输出端均通过轴承贯穿安装板(201)并连接有收膜辊(203)，两组所述收膜辊(203)之间设有放卷辊(204)，两组所述收膜电机(202)之间设有安装于安装板(201)上的磁粉制动器(205)，所述磁粉制动器(205)和放卷辊(204)之间通过联轴器连接。3.根据权利要求1所述的一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，其特征在于：所述牵引带支架(1)右侧安装有牵引带电机(15)，所述牵引带支架(1)内侧设有通过电机驱动传送的牵引带，所述牵引带支架(1)内侧牵引带从左至右依次穿过第一升降平台(4)、喷淋装置(6)、超声波清洗箱(7)、紫外臭氧机(8)、第一热风烘干机(9)、狭缝涂布头安装架(10)、第二热风烘干机(12)和第二升降平台(13)。4.根据权利要求1所述的一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，其特征在于：所述激光放射器(5)和激光蚀刻器(14)分别通过螺丝安装于第一升降平台(4)和第二升降平台(13)上，所述激光放射器(5)和激光蚀刻器(14)的镜头均对准在牵引带支架(1)内侧牵引带上的基带上。5.根据权利要求1所述的一种卷对卷印刷柔性钙钛矿太阳能电池的制备设备，其特征在于：所述超声波清洗箱(7)内部设有对牵引带支架(1)内侧牵引带进行导向的导向辊，所述超声波清洗箱(7)内存储有水并通过超声波发生器对基带进行清洗，所述喷淋装置(6)的进水口端连接有水泵且喷淋口端对准在牵引带支架(1)内侧牵引带上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利峰，葛利健，王航，程李威，王爱民，金小兰，
申请(专利权)人：上海熵朝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：