薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置和方法，涉及太阳能电池技术领域

【技术实现步骤摘要】
薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂方法和装置


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，特别涉及一种薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂方法和装置
。

技术介绍

[0002]太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，只要被满足一定照度条件的光照度，就可输出电压及在有回路的情况下产生电流
。
[0003]钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池
。
钙钛矿最初单指钛酸钙
(CaT i O3)
这种矿物，后来把结构为
ABX3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质
。
正如在很多领域，提升效率是降低成本的有效手段一样，对于钙钛矿太阳能太阳电池而言，提高光电转换效率可有效降低单位面积光伏发电成本
。
然而，纵然再提高效率，单结电池也难以突破理论效率极限
。
[0004]更大面积的钙钛矿薄膜对于钙钛矿太阳能电池商业化而言是举足轻重的
。
反溶剂法有利于实现优良的钙钛矿活性层结晶成膜，因而在钙钛矿薄膜的制备领域应用广泛
。
在空气中实现反溶剂法制备大面积薄膜钙钛矿太阳能电池具有现实商业意义
。
[0005]比如，专利
CN 113410399 A
公开了一种利用反溶剂一步法制备钙钛矿薄膜的方法，在钙钛矿前驱体溶液旋涂过程中滴加聚甲基丙烯酸甲酯
‑
氯苯反溶剂
。
具体步骤如下：
[0006]S1
：配制钙钛矿前驱体溶液；
[0007]S2
：在钙钛矿前驱体溶液旋涂过程中滴加聚甲基丙烯酸甲酯
‑
氯苯反溶剂；
[0008]S3
：进行热退火得到钙钛矿薄膜
。
[0009]刷涂法，作为常规制备太阳能电池钙钛矿活性层的办法之一，具有很多优势
。
[0010]比如，
CN 113968983 A
公开了一种薄膜的层层刷涂制备方法，通过层层刷涂金属盐溶液
、
溶剂
、
有机配体溶液的方式，将各液体均匀地刷涂在功能化基底上，制备得到薄膜
。
[0011]刷涂法相对其他涂布工艺和方法，其不受样品大小限制，方法制备工艺简单，装置成本低，具有合成速度快
、
制备效率高
、
反应温度可控
、
薄膜面积和厚度可调
、
可应用于多种薄膜材料的制备
、
成本低以及操作简单等优点
。
[0012]然而，在使用刷涂法制备钙钛矿太阳能电池时，刷头在刷涂过程中由于刷头的材质，免不了会产生刷纹，造成薄膜厚度不均，会导致后续的太阳能电池效率不高，可靠性降低等问题的出现
。
[0013]除此以外，在柔性膜的大面积卷对卷制备工艺中，适合反溶剂法进行制备的时间窗口往往只有短短数秒，钙钛矿前驱液体在空气中结晶容易受到水和氧气的侵蚀
。
[0014]综上所述，如何提供一种适用于反溶剂法工艺中较短的加工时间窗口，并且能够有效减少刷涂过程中产生的刷纹的刷涂装置和方法是当前亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置和方法，能够抹平基底上的溶液，使得溶液于基底上均匀铺开，适用于在空气中反溶剂法制备柔性膜的大面积钙钛矿
。
[0016]本专利技术提供了一种薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，所述薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置包括用于在基底上刷涂溶液的刷涂结构；
[0017]所述刷涂结构远离基底刷涂方向的一侧上设置有抹平结构，所述抹平结构能够触及基底，从而抹平基底上的溶液
。
[0018]进一步，所述刷涂结构为滚筒刷和
/
或毛刷
。
[0019]进一步，所述毛刷采用动物毛发
、
植物纤维
、
硅胶
、
腈纶
、
氨纶和塑料中的任意一种或多种
。
[0020]进一步，所述刷涂结构上设置有第一保护结构，第一保护结构能够罩住刷涂结构，和
/
或能够抹平刷涂结构刷涂于基底上的溶液
。
[0021]进一步，还包括储液仓，所述储液仓用以储存反溶剂溶液和
/
或钙钛矿前驱体溶液；前述刷涂结构安装于储液仓下端设置的输液连接口上；所述输液连接口上设置有若干个贯穿输液连接口的通孔，通过该通孔前述储液仓内的液体流向前述的刷涂结构
。
[0022]进一步，所述储液仓上设置有流量调节结构，所述流量调节结构用以控制储液仓内的液体流量
。
[0023]进一步，还包括第二保护结构；所述第二保护结构至少能够罩住所述刷涂结构，或者能够同时罩住所述储液仓和所述刷涂结构；
[0024]所述第二保护结构上设置有进气口，通过该进气口气体能够进入第二保护结构内；
[0025]所述第二保护结构的内侧设置有温控组件
。
[0026]进一步，所述输液连接口上设置有若干个贯穿输液连接口的通孔，通过该通孔前述储液仓内的液体流向前述的刷涂结构
。
[0027]本专利技术还提供了一种基于上述中任一项所述的刷涂装置的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂方法，包括以下步骤：
[0028](1)
获取钙钛矿前驱体溶液，向第一储液仓中加入钙钛矿前驱体溶液，连接刷涂结构与该第一储液仓，所述第一储液仓定量向刷涂结构供前驱体溶液；
[0029](2)
获取反溶剂溶液，向另外的第二储液仓中加入反溶剂溶液，连接刷涂结构与该第二储液仓，所述第二储液仓定量向刷涂结构供反溶剂溶液；
[0030](3)
刷涂结构将前述钙钛矿前驱体溶液和反溶剂溶液刷涂在基底上，将前驱体溶液和反溶剂溶液涂敷成膜
。
[0031]进一步，步骤
(3)
中，刷涂结构将钙钛矿前驱体溶液和反溶剂溶液刷涂在置放于控温装置上的基底上
。
[0032]进一步，步骤
(3)
中，所述基底选用薄膜基底
、
高分子基底和玻璃纤维滤膜中的任意一种
。
[0033]本专利技术由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：
[0034]能够通过抹平结构抹平基底上的溶液，使得溶液于基底上均匀铺开，薄膜厚度均一，有利于提高薄膜成膜质量，优化后续太阳能电池性能与稳定性
。
除此以外，通过吹干基底上的钙钛矿溶液，避免钙钛矿溶液在空气中结晶，能够适应反溶剂法工艺中较短的加工时间窗口，减轻卷对卷工艺对柔性基材垂直方向的精度和平面度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：所述薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置包括用于在基底上刷涂溶液的刷涂结构；所述刷涂结构远离基底刷涂方向的一侧上设置有抹平结构，所述抹平结构能够触及基底，从而抹平基底上的溶液
。2.
根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：所述刷涂结构为滚筒刷和
/
或毛刷
。3.
根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：所述毛刷采用动物毛发
、
植物纤维
、
硅胶
、
腈纶
、
氨纶和塑料中的任意一种或多种
。4.
根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：所述刷涂结构上设置有第一保护结构，第一保护结构能够罩住刷涂结构，和
/
或能够抹平刷涂结构刷涂于基底上的溶液
。5.
根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：还包括储液仓，所述储液仓用以储存反溶剂溶液和
/
或钙钛矿前驱体溶液；前述刷涂结构安装于储液仓下端设置的输液连接口上；所述输液连接口上设置有若干个贯穿输液连接口的通孔，通过该通孔前述储液仓内的液体流向前述的刷涂结构
。6.
根据权利要求5所述的薄膜太阳能电池钙钛矿层的刷涂装置，其特征在于：所述储液仓上设置有流量调节结构，所述流量调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：华碧新能源技术研究苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：