一种闪蒸装置及闪蒸方法与流程

本发明涉及闪蒸领域，特别涉及一种闪蒸装置及闪蒸方法。

背景技术：

1、钙钛矿薄膜太阳能电池是近十年发展起来的第三代太阳能电池，其膜层结构和常规的制备方法如下：在玻璃基板上依次制备透明导电层、第一载流子传输层、钙钛矿层、第二载流子传输层和金属层，其中，透明导电层和金属层作为电极层，且金属层也可为透明导电层，钙钛矿层作为光吸收层。

2、通常采用闪蒸工艺来制备大面积的钙钛矿层，具体的，先配置钙钛矿前驱体溶液，将其旋涂在基片上形成钙钛矿湿膜，进而将覆盖有钙钛矿湿膜的基片放置在闪蒸腔中快速抽真空，从而去除溶剂，获得钙钛矿中间相薄膜。闪蒸工艺要求在几秒至几十秒内抽真空至10pa以下，以获得高质量的钙钛矿薄膜。但刚开始闪蒸时，闪蒸腔内为大气压，有大量的气体，抽速过大，会产生巨大的气体扰动，造成膜表面吹扫，导致闪蒸效果不均匀，为了避免闪蒸时闪蒸腔内的真空抽速场不均匀的问题，需要设置相对于待闪蒸薄膜来说足够大的闪蒸腔，但越大的闪蒸腔会导致抽速越慢，无法获得高质量的钙钛矿薄膜。

3、因此，如何在较短的时间内使待闪蒸薄膜所处腔室内的气压达到闪蒸工艺需要的气压，且整个过程中抽速均匀，进而制备得到均匀的钙钛矿薄膜是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种闪蒸装置及闪蒸方法，以在较短的时间内使待闪蒸薄膜所处腔室内的气压达到闪蒸工艺需要的气压，且整个过程中抽速均匀，进而制备得到均匀的钙钛矿薄膜。

2、为实现上述目的，本技术实施例提供了如下技术方案：

3、一种闪蒸装置，所述闪蒸装置包括：

4、腔室，所述腔室包括至少两个子腔室，所述至少两个子腔室包括第一子腔室和位于所述第一子腔室一侧的第二子腔室，所述第一子腔室用于放置待闪蒸薄膜；

5、所述第一子腔室和所述第二子腔室之间设置有第一阀门，当所述第一阀门开启时，所述第一子腔室和所述第二子腔室相连通，当所述第一阀门关闭时，所述第一子腔室和所述第二子腔室相隔离；

6、所述第一子腔室连接有第一抽气泵，所述第二子腔室连接有第二抽气泵，所述第一抽气泵的抽气速率大于所述第二抽气泵的抽气速率。

7、可选的，所述至少两个子腔室还包括第三子腔室，所述第三子腔室和所述第二子腔室位于所述第一子腔室相对的两侧；

8、所述第一子腔室和所述第三子腔室之间设置有第二阀门，当所述第二阀门开启时，所述第一子腔室和所述第三子腔室相连通，当所述第二阀门关闭时，所述第一子腔室和所述第三子腔室相隔离；

9、所述第三子腔室连接有第三抽气泵，所述第一抽气泵的抽气速率大于所述第三抽气泵的抽气速率。

10、可选的，所述第二抽气泵的抽气速率等于所述第三抽气泵的抽气速率。

11、可选的，所述闪蒸装置还包括第一真空计和第二真空计；

12、所述第一真空计与所述第一子腔室相连通，用于检测所述第一子腔室内的气压；

13、所述第二真空计与所述第二子腔室相连通，用于检测所述第二子腔室内的气压。

14、可选的，所述闪蒸装置还包括第一调节阀和第二调节阀；

15、所述第一调节阀设置在所述第一子腔室和所述第一抽气泵的连接通路上，当所述第一调节阀开启时，所述第一子腔室和所述第一抽气泵相连通，当所述第一调节阀关闭时，所述第一子腔室和所述第一抽气泵相隔离；

16、所述第二调节阀设置在第二子腔室和所述第二抽气泵的连接通路上，当所述第二调节阀开启时，所述第二子腔室和所述第二抽气泵相连通，当所述第二调节阀关闭时，所述第二子腔室和所述第二抽气泵相隔离。

17、可选的，所述闪蒸装置还包括第一充气管路和第二充气管路；

18、所述第一充气管路上设置有第一充气阀，当所述第一充气阀开启时，所述第一充气管路和所述第一子腔室相连通，当所述第一充气阀关闭时，所述第一充气管路和所述第一子腔室相隔离；

19、所述第二充气管路上设置有第二充气阀，当所述第二充气阀开启时，所述第二充气管路和所述第二子腔室相连通，当所述第二充气阀关闭时，所述第二充气管路和所述第二子腔室相隔离。

20、可选的，所述闪蒸装置还包括控制系统；

21、所述控制系统用于在对所述待闪蒸薄膜进行闪蒸时，先开启所述第一阀门，使所述第一子腔室和所述第二子腔室相连通，并开启所述第二抽气泵进行抽气，待连通的所述第一子腔室和所述第二子腔室内的气压达到预设气压后，再关闭所述第一阀门，使所述第一子腔室和所述第二子腔室相隔离，并关闭所述第二抽气泵，开启所述第一抽气泵进行抽气。

22、一种闪蒸方法，应用于上述任一项所述的闪蒸装置，所述闪蒸方法包括：

23、开启所述第一阀门，使所述第一子腔室和所述第二子腔室相连通，并开启所述第二抽气泵进行抽气；

24、待连通的所述第一子腔室和所述第二子腔室内的气压达到预设气压后，关闭所述第一阀门，使所述第一子腔室和所述第二子腔室相隔离，并关闭所述第二抽气泵，开启所述第一抽气泵进行抽气。

25、可选的，所述闪蒸装置中，所述至少两个子腔室还包括第三子腔室，所述第三子腔室和所述第二子腔室位于所述第一子腔室相对的两侧，所述第一子腔室和所述第三子腔室之间设置有第二阀门，所述第三子腔室连接有第三抽气泵，所述第一抽气泵的抽气速率大于所述第三抽气泵的抽气速率；

26、所述闪蒸方法还包括：

27、在开启所述第一阀门的同时，开启所述第二阀门，使所述第一子腔室、所述第二子腔室和所述第三子腔室相连通，并在开启所述第二抽气泵进行抽气的同时，开启所述第三抽气泵进行抽气；

28、待连通的所述第一子腔室、所述第二子腔室和所述第三子腔室内的气压达到预设气压后，在关闭所述第一阀门的同时，关闭所述第二阀门，使所述第一子腔室、所述第二子腔室和所述第三子腔室相隔离，并在关闭所述第二抽气泵的同时，关闭所述第三抽气泵，开启所述第一抽气泵进行抽气。

29、可选的，所述预设气压值p1与所述待闪蒸薄膜中溶剂的饱和蒸汽压p0的关系满足：p0≤p1≤p0+200pa，所述溶剂的饱和蒸汽压p0为在密闭环境和预设温度下，所述溶剂的液体和蒸汽处于相平衡状态所需要的压强。

30、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

31、本技术实施例所提供的闪蒸装置，通过在腔室内设置阀门，将腔室划分为至少两个子腔室，且不同子腔室所连接的抽气泵的抽气速率可以不同，从而可以在不同闪蒸阶段控制待闪蒸薄膜所处的腔室大小以及抽气速率。

32、具体的，该至少两个子腔室包括第一子腔室和第二子腔室，第一子腔室用于放置待闪蒸薄膜，第一子腔室和第二子腔室之间设置有第一阀门，从而当第一阀门开启时，第一子腔室和第二子腔室可连通成一个较大的腔室，当第一阀门关闭时，第一子腔室和第二子腔室隔离为两个较小的腔室，并且，第一子腔室连通的第一抽气泵的抽气速率大于第二子腔室连通的第二抽气泵的抽气速率，从而当第一阀门开启，且利用第二抽气泵进行抽气时，可以在第一子腔室和第二子腔室相连通的较大的腔室内，以较小的抽气速率进行抽气，使得待闪蒸薄膜所处腔室的气体缓慢减少，避免产生巨大的气体扰动而对待闪蒸薄膜表面进行吹扫，导致制备的薄膜不均匀，进而，当连通的第一子腔室和第二子腔室内的气压达到预设气压后，即第一子腔室内的气体量相对较小的情况下，再关闭第一阀门，使第一子腔室和第二子腔室相隔离，并关闭第二抽气泵，开启第一抽气泵进行抽气，此时，可以仅在第一子腔室下，以较大的抽气速率进行抽气，使得待闪蒸薄膜所处的腔室快速被抽至闪蒸工艺需要的气压，且对获得的薄膜的均匀性影响较小。

33、由此可见，本技术实施例所提供的闪蒸装置，可以在较短的时间内使待闪蒸薄膜所处第一子腔室内的气压达到闪蒸工艺需要的气压，且整个抽气过程中抽速比较均匀，进而制备得到均匀的钙钛矿薄膜。