钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置的制作方法

本技术属于钙钛矿层薄膜，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置。

背景技术：

1、钙钛矿电池随着稳定性与大面积制备的技术进步，正快速朝着产业化前进。近几年，金属卤化物杂化钙钛矿太阳能电池研究风靡全球，目前经权威机构认证的最高电池效率已经突破25%，该效率超过传统薄膜太阳能电池的效率，与商业化程度最高的晶硅太阳能电池效率相当。

2、目前，应用于光伏器件中的卤化物钙钛矿通式为abx3，其中a一般为有机胺离子或者铯离子，x为卤素离子，b 是二价金属离子，通常是pb2+。这三种离子形成立方排布，而金属离子与卤素离子需要形成八面体，进而形成三维框架，故而离子尺寸有着举足轻重的影响。铅离子6s轨道存在孤对电子并且6p 轨道无活性，加上立方相钙钛矿呈高对称性，导致电子的维度高，因此钙钛矿载流子寿命长，扩散长度长，十分适合应用在光伏领域。

3、钙钛矿晶核的形成过程是决定薄膜表面形貌和覆盖率的关键因素，控制结晶成核过程是制备高质量钙钛矿薄膜的关键。根据经典的结晶成核理论，降低溶液溶解度或增加溶液的浓度都能够有效的提升晶核速率和密度。因此，在钙钛矿薄膜的制备过程中，为了提升薄膜的成核速率和密度，一般通过引入反溶剂降低溶液溶解度或者加快溶剂挥发使溶液浓度增加来提升钙钦矿薄膜的成核率。

4、专利cn110718632 a公开了一种制备大面积钙钛矿层的方法，包括以下步骤：在基体上涂覆钙钛矿前驱体溶液形成钙钛矿前驱体层；

5、在所述钙钛矿前驱体层中加入混合反溶剂，退火处理制得钙钛矿层；

6、其中，所述混合反溶剂为a溶剂和b溶剂混合形成的混合溶剂，所述a溶剂选自甲苯、氯苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯甲醚、乙醚中的任一种，所述b溶剂选自甲苯、氯苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯甲醚、3-6个碳原子的一元醇中的任一种，a溶剂与b溶剂不同，所述a溶剂占所述混合反溶剂的体积比为10％-90％。

7、反溶剂法要求精准的添加时间及用量，以保证在合适的时间内实现晶体成核/生长的临界平衡，任何环境因素的变化都会显著影响参数区间，造成制备的可重复性较差；大面积制备钙钛矿薄膜时，常规前驱体溶液使用的高沸点溶剂很难在短时间内挥发去除，这就会导致湿膜因为表面张力和非均匀挥发产生流动，进而严重影响钙钛矿薄膜的整体质量。这种条件下添加的反溶剂在萃取良溶剂后同样无法被快速去除，会对未结晶的钙钛矿中间体湿膜的形貌或成分造成破坏，不能发挥功能；反溶剂的高蒸汽压和易燃属性会成为大规模生产时的制约因素。因此，目前的前驱体溶剂配方与反溶剂滴涂法不适用于未来钙钛矿薄膜的大规模生产技术。

8、综上所述，如何提供一种能够制备获得缺陷少，性能更稳定的钙钛矿薄膜的太阳能电池辅助成膜装置是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，能够获得缺陷少，性能更稳定的钙钛矿薄膜。

2、本实用新型提供了一种钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，所述钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置包括气压调节装置、溶剂蒸汽发生装置和反应腔体；

3、其中，气压调节装置通过输气管与反应腔体相连接，用于向反应腔体输送气体或者将反应腔体内的气体抽出，从而改变反应腔体内的气压；

4、所述反应腔体内设置有金属退火装置，所述金属退火装置包括载物台和控温结构，所述载物台用以装载导电膜，所述控温结构与前述载物台相连接，用以改变前述载物台的温度；

5、所述溶剂蒸汽发生装置包括通过输气管相互连接的蒸汽结构和蒸汽喷出结构；所述蒸汽结构用以产生溶剂蒸汽，所述蒸汽喷出结构设置于前述反应腔体内，用以将前述溶剂蒸汽产生结构产生的溶剂蒸汽喷出。

6、进一步，所述控温结构包括第一导管和第二导管；其中，所述第一导管内流通着热的液体，用以加热前述载物台；

7、所述第二导管内流通着冷的液体，用以冷却前述载物台。

8、进一步，所述第一导管和第二导管相互平行地交替排列。

9、进一步，所述控温结构还包括有供液装置，所述供液装置通过输液管与前述第一导管和/或第二导管相连接，用于向第一导管和第二导管提供热的液体和/或冷的液体。

10、进一步，还包括，用以回收储存前述第一导管和/或第二导管内液体的液体回收装置；所述液体回收装置通过输液管与前述的第一导管和/或第二导管相连接，通过输液管，第一导管和/或第二导管内流通的液体得以进入液体回收装置。

11、进一步，所述控温结构包括电磁感应加热装置；

12、所述电磁感应加热装置包括电磁感应线圈。

13、进一步，所述蒸汽产生结构包括用以储存溶剂的溶剂储存腔；

14、所述溶剂储存腔上设置有预加热组件，用于加热溶剂储存腔，从而使得储存腔内储存的溶剂蒸汽化。

15、进一步，所述蒸汽喷出结构包括有用以容纳溶剂蒸汽的容气腔；

16、所述容气腔上设置有出气口，通过出气口，容气腔内的溶剂蒸汽进入到前述反应腔体内。

17、进一步，所述载物台的下方设置有能够伸缩的升降结构，通过升降结构的伸缩改变载物台的高度。

18、进一步，所述反应腔体上设置有与外部连通的通气阀，所述通气阀用以改变反应腔体内的气压。

19、本实用新型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：

20、在气压可控的反应腔体内，通过控温结构对金属退火装置的载物台的温度进行控制，能够加热促使钙钛矿快速成核，也能够冷却促进钙钛矿晶体缓慢生长；通过溶剂蒸汽产生装置喷出的溶剂蒸汽，使得薄膜表面重结晶，通过本装置能够获得缺陷少，性能更稳定的钙钛矿薄膜，并且装置整体具有便于操作的优点。

21、除此以外，能够通过液体回收装置回收储存控温结构内的液体，便于重复利用，经济环保。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置包括气压调节装置、反应腔体和溶剂蒸汽发生装置；

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述控温结构包括第一导管和第二导管；其中，所述第一导管内流通着热的液体，用以加热前述载物台；

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述第一导管和第二导管相互平行地交替排列。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述控温结构还包括有供液装置，所述供液装置通过输液管与前述第一导管和/或第二导管相连接，用于向第一导管和第二导管提供热的液体和/或冷的液体。

5.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：还包括，用以回收储存前述第一导管和/或第二导管内液体的液体回收装置；所述液体回收装置通过输液管与前述的第一导管和/或第二导管相连接，通过输液管，第一导管和/或第二导管内流通的液体得以进入液体回收装置。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述控温结构包括电磁感应加热装置；

7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述蒸汽产生结构包括用以储存溶剂的溶剂储存腔；

8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述蒸汽喷出结构包括有用以容纳溶剂蒸汽的容气腔；

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述载物台的下方设置有能够伸缩的升降结构，通过升降结构的伸缩改变载物台的高度。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，其特征在于：所述反应腔体上设置有与外部连通的通气阀，所述通气阀用以改变反应腔体内的气压。

技术总结
本技术提供了一种钙钛矿太阳能电池辅助成膜装置，涉及钙钛矿层薄膜技术领域。所述装置包括:气压调节装置通过输气管与反应腔体相连接，用于向反应腔体输送气体或者将反应腔体内的气体抽出，从而改变反应腔体内的气压；反应腔体内设置有金属退火装置，包括载物台和控温结构，载物台用以装载导电膜，控温结构与载物台相连接，用以改变前述载物台的温度；溶剂蒸汽发生装置包括通过输气管相互连接的蒸汽结构和蒸汽喷出结构；蒸汽结构用以产生溶剂蒸汽，蒸汽喷出结构设置于反应腔体内，用以将溶剂蒸汽产生结构产生的溶剂蒸汽喷出。通过本装置能够获得缺陷少，性能更稳定的钙钛矿薄膜,具有便于操作，易于生产的优点。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：华碧新能源技术研究（苏州）有限公司
技术研发日：20221021
技术公布日：2024/1/12