一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷的制作方法

本发明属于钙钛矿/晶硅叠层太阳电池领域，特别涉及一种在仿金字塔绒面表面均匀涂覆液膜的楔形毛刷。

背景技术：

随着社会发展的进程，环境污染和能源短缺成为困扰全世界的两大主要问题。化石燃料属于不可再生资源，储量有限，在使用过程中也会造成一定的环境污染。太阳能是一种绿色，安全、可持续使用的清洁能源，是传统化石燃料最为合适的替代品，在能源领域具有广阔的前景。

目前，晶硅太阳能电池占据了光伏市场90％的份额，电池的效率已达到25.6％，接近肖克利—奎伊瑟(shockley—queisser)极限效率(29.4％)。虽然，晶硅太阳能电池具有较宽的吸收光谱，但是它对高能量的光谱吸收较少，电池的开路电压(voc)较低。钙钛矿太阳能电池自2009年诞生以来，因其具有良好的光吸收、光电转换特性以及优异的光生载流子输运特征，经过短短几年的发展，效率已经突破23％以上。同时，钙钛矿太阳电池可以通过控制钙钛矿材料中卤族元素的比例调控电池的光谱吸收范围。因此，由钙钛矿/晶硅叠层太阳电池可以更好实现对太阳光的充分吸收，使电池的开路电压具有明显的提升。

在钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池制备过程中，需要在金字塔绒面上依次沉积隧穿层及钙钛矿吸光层。目前，在金字塔绒面上制备钙钛矿吸光层常采用旋涂、刮涂、丝网印刷以及气相沉积等工艺进行制备。采用旋涂、刮涂等工艺制备钙钛矿吸光层时，得到的钙钛矿薄膜较为平整，很难得到仿形钙钛矿薄膜，这就破坏了硅金字塔绒面结构带来的高陷光增益，降低了叠层太阳能电池的光电转换效率；采用气相沉积工艺制备钙钛矿吸光层时，虽具有较好的成膜质量，也能得到仿形钙钛矿薄膜，但其成本昂贵，不利于大规模生产。

因此，根据晶硅太阳电池表面特有的绒面结构，设计一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷以制备仿形钙钛矿薄膜是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷，该装置能够解决旋涂、刮涂等工艺不能得到仿形钙钛矿薄膜的问题，同时，和气相沉积相比，其生产成本低，有利于大规模生产高效率的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷，包括刷毛固定盒，刷毛固定盒的上部连接有补液盒；刷毛固定盒的下端安装有若干尖端楔形刷毛；尖端楔形刷毛本体直径大于或等于5μm；尖端楔形刷毛的尖端角度小于或等于被涂覆的绒面上仿金字塔面间的最小角度。

进一步的，尖端楔形刷毛长度参差不齐，长度尺寸差0.2～20μm。

进一步的，尖端楔形刷毛采用亲溶液性材料制成。

进一步的，尖端楔形刷毛所采用的材料对涂覆液润湿角小于90°。

进一步的，补液盒的底部带有小孔或狭缝，使尖端楔形刷毛能够被通过小孔或狭缝流出的液体充分浸润。

相对于现有技术，本发明具有有益效果：本发明提供一种在仿金字塔绒面表面均匀涂覆液膜的楔形毛刷，其尖端呈楔形且长度参差不齐，楔形尖端能够金字塔保证在金字塔塔谷涂覆质量，参差不齐的刷毛长度可以保证在金字塔这种特殊纹理上的均匀涂覆。因此，本发明能够解决旋涂、刮涂等工艺不能得到仿形钙钛矿薄膜以及采用气相沉积技术制备仿形钙钛矿薄膜，生产成本昂贵的问题，有利于大规模生产高效率的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。

附图说明

图1为在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷结构示意图；

其中，1—尖端楔形刷毛、2—刷毛固定盒、3—补液盒。

图2为尖端楔形刷毛结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1及图2所示，本发明一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷，包括刷毛固定盒2，刷毛固定盒2的上部连接有补液盒3；刷毛固定盒2的下端安装有若干尖端楔形刷毛1。

补液盒3的底部设有若干小孔或狭缝，使补液盒3中存储的溶液能够流到尖端楔形刷毛1上。

尖端楔形刷毛1本体直径大于或等于5μm、长度参差不齐，长度尺寸差0.2～20μm；尖端楔形刷毛1的尖端角度小于或等于绒面上仿金字塔面间的最小角度。

下面通过使用方法，更进一步阐述在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷的动态关系：补液盒3通过连接管与外部溶液储存槽相连，补液盒3底部有小孔或狭缝，溶液经小孔或狭缝被尖端楔形刷毛1吸附浸润，尖端楔形刷毛1被溶液浸润后仿金字塔形貌表面实现均匀的液膜涂覆。

上面结合实施例对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不违背一种在仿金字塔绒面表面均匀涂覆液膜的楔形毛刷，都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种在仿金字塔形貌表面实现均匀涂覆的楔形毛刷，包括刷毛固定盒，刷毛固定盒的上部连接有补液盒；刷毛固定盒的下端安装有若干尖端楔形刷毛；尖端楔形刷毛本体直径大于或等于5μm；尖端楔形刷毛的尖端角度小于或等于被涂覆的绒面上仿金字塔面间的最小角度。本发明操作简单，成本低廉且易于使用，适合大规模使用。

技术研发人员：杨冠军;刘研;李广荣;李臻;楚倩倩;李长久;李成新
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2018.11.26
技术公布日：2019.03.29