【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于成膜，尤其涉及一种钙钛矿均匀成膜装置及方法。
技术介绍
1、在钙钛矿薄膜制备过程中，其成膜制备工艺对于最终产品的性能有着极为重要的影响。成膜制备过程中，由于木桶效应，薄膜的均匀程度大幅影响了钙钛矿电池的电荷传输性能及稳定性，同时也影响了后续多层薄膜的沉积和电池封装过程。
2、对于不同尺寸的钙钛矿太阳能电池，其吸光层成膜工艺有较大的差别，现有的旋涂法只适合小面积成膜，刮涂法、辊涂法、狭缝涂布法等溶液法在大面积加工成膜时都难以做到完全均匀，具体表现为刮涂法和辊涂法会产生膜厚度梯度的不均匀，狭缝涂布法会产生液体流场的分布式不均匀。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿均匀成膜装置及方法，该装置能够在前驱体溶液涂布过程中实现更好的薄膜均匀性；该装置成膜速度快，效率高。
2、参见图1，图1为本专利技术提供的钙钛矿均匀成膜装置的结构示意图；
3、本专利技术提供了一种钙钛矿均匀成膜装置，包括注液口1；
4、待成膜基板3；
5、与所述待成膜基板的侧面抵接的挡板2；
6、设置在待成膜基板下方的加热平台4；
7、设置在所述加热平台下方的水平振动器6。
8、在本专利技术中，所述注液口1采用不锈钢等耐有机溶剂材质制得，用于向待成膜基板注入钙钛矿前驱体溶液，注液口的形状为圆形或方形；所述注液口与所述待成膜基板的垂直距离为4～8cm。在本专利技术中，注液速度为2～6ml/mi
9、在本专利技术中，所述待成膜基板的长度和宽度比为1.5:0.5～2.5:1；
10、所述挡板2采用不锈钢等耐有机溶剂材质，可通过升降台升降，用于水平振动成膜过程中防止溶液外溢；所述挡板的高度为2～4cm，挡板可以手动或自动控制，挡板可以为整体式，也可以为四块分立的挡板；整体式挡板必须根据待成膜基板的尺寸进行设计，使其可以恰好围住待成膜基板；分立式挡板尺寸可以灵活调节，放置待成膜基板后再放置挡板，挡板之间可采用磁吸，保证其密闭性。
11、在本专利技术中，所述待成膜基板为纯玻璃、玻璃-透明导电薄膜复合层或玻璃-透明导电层-电荷传输层复合层。
12、在本专利技术中，所述待成膜基板的长度和加热平台的长度比为1:1；
13、所述待成膜基板的宽度和加热平台的宽度比为1:1。
14、在本专利技术具体实施例中，所述待成膜基板的长度为1.5～2.5m，宽度为0.5～1m。透明导电玻璃的厚度为2～8mm，电荷传输层的厚度为20～40nm。
15、在本专利技术中，加热平台4为水平平台，内部集成电热丝，可在成膜过程中对钙钛矿薄膜进行原位预退火，通过控制预退火温度及时间，调控钙钛矿成膜厚度及成膜质量。所述加热平台的长度和宽度比为1.5:0.5～2.5:1。具体实施例中，所述加热平台4的长度为1.5～2.5m，宽度为0.5～1m。加热平台的尺寸优选与基板的尺寸保持一致。加热平台的高度为5～25cm，电热丝最高加热温度至200℃。
16、在本专利技术中，还包括套设在所述待成膜基板的外周的集液槽5。所述集液槽5为整体式槽状结构，采用不锈钢等耐有机溶剂材质，可通过升降台升降，用于成膜过程结束，挡板2移开后，收集多余的钙钛矿前驱体溶液，降低成本；具体实施例中，所述集液槽的宽度为2～6cm，高度为6～20cm。所述集液槽的一角设有出液口，出液口采用挡板控制，可为圆形或方形，当出液后挡板开启时，集液槽内收集的液体通过出液口流出。
17、在本专利技术实施例中，所述集液槽的宽度为2～6cm，高度为6～20cm。
18、在本专利技术中，所述水平振动器通过改变水平振动器的振幅、频率和振动时间，实现钙钛矿前驱体溶液在待成膜基板上的快速扩散及均匀分布。所述水平振动器的振幅为5～20mm，频率为10～50hz。
19、本专利技术还提供了一种钙钛矿均匀成膜的方法，包括以下步骤：
20、对待成膜基板进行预处理；水平放置后，在所述待成膜基板的侧面抵接挡板；
21、采用加热平台对待成膜基板加热；
22、在水平振动条件下，通过注液口向待成膜基板注入钙钛矿前驱体溶液；
23、停止振动后，移开挡板，升温，保持一定时间；再次升温，保持一定时间，得到钙钛矿薄膜。
24、本专利技术优选对待成膜基板进行紫外-臭氧处理或氧等离子处理，提高其表面浸润性；紫外-臭氧处理的时间为15～25min；氧等离子处理的时间为4～6min。
25、注液结束后优选继续振荡13～17s；具体实施例中，振荡15s。
26、本专利技术优选停止水平振动，移开四周挡板，使多余的钙钛矿溶液从基板流入四周的集液槽中。移开挡板，升温至95～105℃，保持4～6min。
27、本专利技术优选打开套设在所述待成膜基板的外周的集液槽的出液口，回收多余的钙钛矿前驱体溶液后，再次调整加热平台的温度。本专利技术优选再次升温至115～125℃，保持18～23min。
28、本专利技术提供了一种钙钛矿均匀成膜装置，包括注液口1；待成膜基板3；与所述待成膜基板的表面抵接的挡板2；设置在待成膜基板下方的加热平台4；设置在所述加热平台下方的水平振动器6。与现有技术相比，该装置能够在前驱体溶液涂布过程中实现更好的薄膜均匀性；适用于不同尺寸的大面积钙钛矿薄膜制备，除水平平台需与基板尺寸保持一致，其他装置尺寸均可根据基板尺寸进行调节，具有灵活性及普适性。该方法成膜速度较快，成膜与注液、退火过程同步进行，成膜时间可缩短约10～30s，退火时间可缩短约5～10min。
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1.一种钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，包括注液口1；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，所述注液口与所述待成膜基板的垂直距离为4～8cm。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，所述待成膜基板的长度和宽度比为1.5:0.5～2.5:1；
4.根据权利要求3所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，所述待成膜基板的长度和加热平台的长度比为1:1；
5.根据权利要求1所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，所述待成膜基板为纯玻璃、玻璃-透明导电薄膜复合层、或玻璃-透明导电层-电荷传输层复合层。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，还包括套设在所述待成膜基板的外周的集液槽5。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿均匀成膜装置，其特征在于，所述集液槽的宽度为2～6cm，高度为6～20cm。
8.一种钙钛矿均匀成膜的方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述水平振动的振幅为8～12mm，频率为15～25Hz。
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