一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置的制作方法

本技术涉及一种原子层沉积装置的结构改进，特别涉及一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置。

背景技术：

1、可再生能源的发展对于快速增长的能源需求始终是一个迫在眉睫的问题。钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿材料为吸光层，属于第三代太阳能电池，具有高光吸收系数和载流子迁移率等优良特性，且制备成本低，光电转换效率高。钙钛矿太阳能电池的优异特性使其在光伏领域，半导体光源领域和光学领域得到了广泛的应用。目前钙钛矿单结和钙钛矿硅叠层的转换效率分别高达25.8％和33.2％，在其他薄膜光伏技术中处于领先地位。叠层钙钛矿太阳能电池主要由透明导电玻璃(tco)，电子传输层(etl)，钙钛矿层(perovskite)，空穴传输层(htl)和金属电极(electrode)组成。为了实现能级匹配、钝化界面缺陷、促进载流子传输，减少复合电流，提高叠层钙钛矿太阳能电池的转换效率和稳定性，通常会在钙钛矿叠层之间增加钝化层(passivationlayer)和缓冲层(bufferlayer)。

2、原子层沉积制备的薄膜厚度精确可控，致密，无针孔，保型性好，均匀性好，重复性好，且可以低温下大面积沉积。原子层沉积制备的薄膜优异性对叠层钙钛矿太阳能电池性能提高有很大的帮助。原子层沉积制备的致密无针孔层能抑制水氧的渗透，提高器件的稳定性。原子层沉积沉积温度可以降低到100度以下，避免钙钛矿太阳能电池高温分解。

3、叠层钙钛矿太阳能电池各叠层材料需要不同的设备来制备，过程麻烦，且叠层钙钛矿太阳能电池转移至不同设备的时候，增加了叠层钙钛矿太阳能电池接触空气的时间。大面积叠层钙钛矿太阳能电池用磁控溅射会对太阳能电池结构造成损伤，影响性能。

4、综上所述，现有技术需要设计一种原子层沉积装置用以解决叠层钙钛矿太阳能电池制备过程中减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积。

技术实现思路

1、针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，可有效实现叠层钙钛矿太阳能电池的制造过程中会减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，包括内腔体和外腔体，所述内腔体内设有反应腔，反应腔的一侧设有进气口，另一侧设有出气口，所述反应腔底部设有用于摆放基材的凹槽，所述外腔体设有多个均匀排列的外接气孔，所述内腔体的上方和下方均设有加热装置，所述反应腔为直边椭圆形。

3、作为优选，所述内腔体包括内腔壳体和内腔上盖，所述内腔上盖与内腔壳体之间为可拆式连接。

4、作为优选，所述加热装置包括保温层若干和盘管形状的电热丝，所述电热丝朝向内腔体。

5、作为优选，所述外腔体包括外腔壳体和外腔上盖，所述外腔上盖与外腔壳体铰接。

6、作为优选，所述外腔上盖的内壁与加热装置连接。

7、作为优选，所述外腔壳体的开口边缘设有环形的密封垫。

8、作为优选，所述外腔上盖还通过气动推杆与外腔壳体连接。

9、作为优选，所述凹槽底部设有多个负压口。

10、综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：本实用新型的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置可以通过一套设备就可以完成钙钛矿太阳能电池的透明导电层，电子传输层，钙钛矿层，钝化层，空穴传输层，缓冲层，电极和封装层的制备。

11、可以在原子层沉积设备上一键设置需要制备的钙钛矿各叠层的配方，自动完成各叠层的制备，较少人员操作，节省人力和物力，提高效率。

12、钙钛矿太阳能电池各叠层的制备都是在真空下完成的，减少了空气中的水氧等对钙钛矿太阳能电池的影响，可以最大限度的保护钙钛矿太阳能电池效率的损失。

13、通过凹槽的尺寸和形状设计可以一次沉积大尺寸叠层钙钛矿太阳能电池。

14、设备腔体设计独特，通过凹槽的负压口使玻璃背面贴紧凹槽底部，避免与反应气体接触，进而减少透明玻璃的背面绕镀。

技术特征：

1.一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，包括内腔体(1)和外腔体(2)，所述内腔体(1)内设有反应腔(3)，反应腔(3)的一侧设有进气口(4)，另一侧设有出气口(5)，所述反应腔(3)底部设有用于摆放基材的凹槽(6)，所述外腔体(2)设有多个均匀排列的外接气孔(7)，所述内腔体(1)的上方和下方均设有加热装置(8)，所述反应腔(3)为直边椭圆形。

2.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述内腔体(1)包括内腔壳体(9)和内腔上盖(10)，所述内腔上盖(10)与内腔壳体(9)之间为可拆式连接。

3.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述加热装置(8)包括保温层(11)若干和盘管形状的电热丝(12)，所述电热丝(12)朝向内腔体(1)。

4.如权利要求2所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔体(2)包括外腔壳体(13)和外腔上盖(14)，所述外腔上盖(14)与外腔壳体(13)铰接。

5.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔上盖(14)的内壁与加热装置(8)连接。

6.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔壳体(13)的开口边缘设有环形的密封垫(15)。

7.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔上盖(14)还通过气动推杆(16)与外腔壳体(13)连接。

8.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述凹槽(6)底部设有多个负压口(18)。

技术总结
本技术涉及一种原子层沉积装置的结构改进，特别涉及一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，可有效实现叠层钙钛矿太阳能电池的制造过程中会减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积；包括内腔体(1)和外腔体(2)，所述内腔体(1)内设有反应腔(3)，反应腔(3)的一侧设有进气口(4)，另一侧设有出气口(5)，所述反应腔(3)底部设有用于摆放基材的凹槽(6)，所述外腔体(2)设有多个均匀排列的外接气孔(7)，所述内腔体(1)的上方和下方均设有加热装置(8)，所述反应腔(3)为直边椭圆形。

技术研发人员：樊子冉,徐涛,左雪芹
受保护的技术使用者：江苏迈纳德微纳技术有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15