钙钛矿膜层制备系统技术方案

本申请公开了一种钙钛矿膜层制备系统，属于钙钛矿膜层制备技术领域，该制备系统包括：真空镀膜设备，包括进料端、出料端、设置于进料端和出料端之间的多个腔体以及闸阀，闸阀设置在相邻两个腔体之间；料盘移动设备，自进料端依次穿过多个腔体，并延伸至出料端；其中，多个腔体包括沿着进料端向着出料端的方向依次布置的第一电荷传输层沉积腔、钙钛矿吸收层沉积腔、真空退火腔、第二电荷传输层沉积腔以及背电极沉积腔。该系统能够有效避免膜层与空气接触，降低氧化与落尘的风险，提升膜层的性能和转化效率；并且能够有效降低产线的长度，减少不同真空设备的上、下料设备，大幅降低了设备投资。投资。投资。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿膜层制备系统


[0001]本申请属于钙钛矿膜层制备
，具体涉及一种钙钛矿膜层制备系统。

技术介绍

[0002]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
‑
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
‑
die)等制备钙钛矿膜层；而真空法则是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。
[0003]溶液法很难在粗糙或有缺陷的衬底上实现完全覆盖，因此并不适合在绒面基底及不平整基底上制备均匀的膜层。真空法可在不同粗糙度或形貌的衬底上保形沉积钙钛矿膜层，而传统的真空法膜层制备设备一次只能制备一到两种膜层，在制备钙钛矿电池的过程中需要频繁的破空、抽空，频繁的破空会对膜层带来损毁的风险，且膜层与空气接触，也增加了膜层氧化与落尘的风险，影响最终的膜层性能和转化效率。并且，现有连续真空法膜层制备系统制备的钙钛矿膜层晶粒达不到性能要求，也会影响最终成膜的性能和转化效率。

技术实现思路

[0004]技术目的：本申请实施例提供一种钙钛矿膜层制备系统，旨在解决现有真空法制备钙钛矿膜层的设备会影响最终的膜层性能和转化效率的技术问题。
[0005]技术方案：本申请实施例所述的钙钛矿膜层制备系统，包括：
[0006]真空镀膜设备，包括进料端、出料端、设置于所述进料端和所述出料端之间的多个腔体以及闸阀，所述闸阀设置在相邻两个所述腔体之间；
[0007]料盘移动设备，自所述进料端依次穿过所述多个腔体，并延伸至所述出料端；
[0008]其中，所述多个腔体包括沿着所述进料端向着所述出料端的方向依次布置的第一电荷传输层沉积腔、钙钛矿吸收层沉积腔、真空退火腔、第二电荷传输层沉积腔以及背电极沉积腔。
[0009]在一些实施例中，所述多个腔体还包括：
[0010]缓冲腔，设置于所述第一电荷传输层沉积腔和所述钙钛矿吸收层沉积腔之间，和/或，设置于所述钙钛矿吸收层沉积腔和所述真空退火腔之间，和/或，设置于所述真空退火腔和所述第二电荷传输层沉积腔之间，和/或，设置于所述第二电荷传输层沉积腔和所述背电极沉积腔之间。
[0011]在一些实施例中，沿着所述进料端向着所述出料端的方向为第一方向；
[0012]所述多个腔体中，至少部分的所述腔体包括：
[0013]外壳，具有内腔，且底部具有与所述内腔连通的开口，所述料盘移动设备沿所述第一方向贯穿所述内腔；
[0014]盖体，连接所述外壳，且盖封所述开口。
[0015]在一些实施例中，所述钙钛矿膜层制备系统还包括维护设备，所述维护设备包括：
[0016]导向装置，沿高度方向设置于所述腔体的下方，且沿第二方向延伸设置，所述第一方向、所述第二方向以及所述高度方向相互垂直；
[0017]升降装置，沿所述第二方向可移动地连接所述导向装置，且设置于所述导向装置和所述盖体之间；所述升降装置用于沿所述高度方向降下或者顶升所述盖体，以拆卸或者安装所述盖体。
[0018]在一些实施例中，所述真空退火腔包括：
[0019]腔本体，内部具有容纳空间，所述料盘移动设备贯穿所述容纳空间；
[0020]多个支撑平台，连接所述腔本体，且所述多个支撑平台沿高度方向间隔排布于所述容纳空间；
[0021]顶升装置，连接所述腔本体，所述顶升装置用于将所述料盘移动设备上的料盘顶升至所述支撑平台。
[0022]在一些实施例中，第一电荷传输层沉积腔、所述钙钛矿吸收层沉积腔、所述第二电荷传输层沉积腔以及所述背电极沉积腔均设有成膜装置；
[0023]所述成膜装置选自磁控溅射成膜装置、蒸发成膜装置、近空间升华成膜装置、等离子体成膜装置中的一种或多种。
[0024]在一些实施例中，所述第一电荷传输层沉积腔设有所述磁控溅射成膜装置；
[0025]所述钙钛矿吸收层沉积腔设有所述蒸发成膜装置和所述近空间升华成膜装置；
[0026]所述第二电荷传输层沉积腔设有所述蒸发成膜装置和所述等离子体成膜装置；
[0027]所述背电极沉积腔设有所述磁控溅射成膜装置。
[0028]在一些实施例中，所述第一电荷传输层沉积腔包括：用于通过磁控溅射形成膜层的第一工艺腔室；
[0029]所述钙钛矿吸收层沉积腔包括：沿着第一方向依次布置的用于通过蒸发形成膜层的第二工艺腔室、用于通过近空间升华形成膜层的第三工艺腔室以及分别用于通过蒸发形成膜层的第四工艺腔室、第五工艺腔室、第六工艺腔室；
[0030]所述第二电荷传输层沉积腔包括：沿着所述第一方向依次布置的用于通过蒸发形成膜层的第七工艺腔室、用于通过等离子体形成膜层的第八工艺腔室；
[0031]所述背电极沉积腔包括：用于通过磁控溅射形成膜层的第九工艺腔室。
[0032]在一些实施例中，所述多个腔体还包括自所述进料端至所述第一电荷传输层沉积腔依次排布的真空锁定腔、第一转移腔和第一真空过渡腔；和/或，
[0033]所述多个腔体还包括自所述背电极沉积腔至所述出料端依次排布的第二真空过渡腔、第二转移腔和真空解锁腔。
[0034]在一些实施例中，所述钙钛矿膜层制备系统还包括：
[0035]料盘回传设备，设置于所述出料端和所述进料端之间，用于将料盘自所述出料端回传至所述进料端。
[0036]在一些实施例中，所述料盘回传设备设有用于装载或者卸载所述料盘的料盘维护装置；
[0037]所述料盘维护装置包括：
[0038]料盘升降组件，包括支撑部、驱动部、导向部以及升降部，所述驱动部和所述导向
部均设置于所述支撑部，所述驱动部用于驱动所述升降部沿着高度方向移动，所述导向部用于沿所述高度方向对所述升降部进行导向；
[0039]料盘移动小车，设有多个用于承载所述料盘的托盘，所述托盘用于自所述升降部接收所述料盘，或者用于将所述料盘放置于所述升降部。
[0040]有益效果：与现有技术相比，本申请实施例的钙钛矿膜层制备系统包括：真空镀膜设备，包括进料端、出料端、设置于进料端和出料端之间的多个腔体以及闸阀，闸阀设置在相邻两个腔体之间；料盘移动设备，自进料端依次穿过多个腔体，并延伸至出料端；其中，多个腔体包括沿着进料端向着出料端的方向依次布置的第一电荷传输层沉积腔、钙钛矿吸收层沉积腔、真空退火腔、第二电荷传输层沉积腔以及背电极沉积腔。该钙钛矿膜层制备系统的真空镀膜设备包括依次布置的第一电荷传输层沉积腔、钙钛矿吸收层沉积腔、真空退火腔、第二电荷传输层沉积腔以及背电极沉积腔等多个腔体，并且其料盘移动设备依次穿过多个腔体，从而料盘移动设备能够将料盘在真空镀膜设备的多个腔体间依次移送，使得料盘上的芯片能够在真空状态下依次在各腔体内分别成膜，而无需经过频繁破真空、抽真空以及上、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿膜层制备系统，其特征在于，包括：真空镀膜设备(100)，包括进料端(101)、出料端(102)、设置于所述进料端(101)和所述出料端(102)之间的多个腔体以及多个闸阀(103)，所述闸阀(103)设置在相邻两个所述腔体之间；料盘移动设备(400)，自所述进料端(101)依次穿过所述多个腔体，并延伸至所述出料端(102)；其中，所述多个腔体包括沿着所述进料端(101)向着所述出料端(102)的方向依次布置的第一电荷传输层沉积腔(110)、钙钛矿吸收层沉积腔(120)、真空退火腔(130)、第二电荷传输层沉积腔(140)以及背电极沉积腔(150)。2.根据权利要求1所述的钙钛矿膜层制备系统，其特征在于，所述多个腔体还包括：缓冲腔(160)，设置于所述第一电荷传输层沉积腔(110)和所述钙钛矿吸收层沉积腔(120)之间，和/或，设置于所述钙钛矿吸收层沉积腔(120)和所述真空退火腔(130)之间，和/或，设置于所述真空退火腔(130)和所述第二电荷传输层沉积腔(140)之间，和/或，设置于所述第二电荷传输层沉积腔(140)和所述背电极沉积腔(150)之间。3.根据权利要求1所述的钙钛矿膜层制备系统，其特征在于，沿着所述进料端(101)向着所述出料端(102)的方向为第一方向(X)；所述多个腔体中，至少部分的所述腔体包括：外壳(104)，具有内腔(105)，且底部具有与所述内腔(105)连通的开口(106)，所述料盘移动设备(400)沿所述第一方向(X)贯穿所述内腔(105)；盖体(107)，连接所述外壳(104)，且盖封所述开口(106)。4.根据权利要求3所述的钙钛矿膜层制备系统，其特征在于，所述钙钛矿膜层制备系统还包括维护设备(190)，所述维护设备(190)包括：导向装置(191)，沿高度方向(Z)设置于所述腔体的下方，且沿第二方向(Y)延伸设置，所述第一方向(X)、所述第二方向(Y)以及所述高度方向(Z)相互垂直；升降装置(192)，沿所述第二方向(Y)可移动地连接所述导向装置(191)，且设置于所述导向装置(191)和所述盖体(107)之间；所述升降装置(192)用于沿所述高度方向(Z)降下或者顶升所述盖体(107)，以拆卸或者安装所述盖体(107)。5.根据权利要求1所述的钙钛矿膜层制备系统，其特征在于，所述真空退火腔(130)包括：腔本体(131)，内部具有容纳空间(132)，所述料盘移动设备(400)贯穿所述容纳空间(132)；多个支撑平台(133)，连接所述腔本体(131)，且所述多个支撑平台(133)沿高度方向(Z)间隔排布于所述容纳空间(132)；顶升装置(134)，连接所述腔本体(131)，所述顶升装置(134)用于将所述料盘移动设备(400)上的料盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建，王雪戈，李明洁，
申请(专利权)人：极电光能有限公司，
类型：新型
国别省市：