蒸镀设备及利用蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法技术

本发明专利技术提供了蒸镀设备及利用蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法，该蒸镀设备包括：工艺腔与送卷腔之间设置有第一隔离门；出卷腔与工艺腔之间设置有第二隔离门，工艺腔位于送卷腔和出卷腔之间；蒸镀系统设置在工艺腔中；收放卷系统设置在工艺腔中，基片由送卷腔传送至收放卷系统，经蒸镀系统在基片上蒸镀多层膜层后传送至出卷腔；抽真空系统分别与收卷腔、工艺腔和出卷腔相连。通过设置送卷腔和出卷腔，一次开腔后，在工艺腔内可以制备多层膜层，无需中途开腔，降低工艺腔室多次破空，减少调工艺的时间，提高实验的效率；通过改变送卷腔、出卷腔的大小，增加柔性基片卷的长度，节省成本，优化源排布，实现共蒸、顺蒸，且可减小工艺腔室占地面积较小。面积较小。面积较小。

【技术实现步骤摘要】
蒸镀设备及利用蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法


[0001]本专利技术涉及电池
，具体的，涉及蒸镀设备及利用蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法。

技术介绍

[0002]目前制备钙钛矿太阳电池的方法有很多，如旋涂法、真空法、刮涂法及喷涂法等。这些方法可大致分为溶液法和真空法，溶液法就是把钙钛矿的前驱体材料全部溶解在N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)等有机溶剂中，通过旋涂法、刮涂法、喷涂法或狭缝涂布法(Slot
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die)等制备钙钛矿膜层；而真空法则是通过热蒸发法、溅射法、近空间升华法(CSS)、气相输运法(VTD)、近空间气相输运法(CSVT)等在真空状态下把钙钛矿的前驱体材料直接制备到衬底上，全程没有溶剂参与。溶液法很难在粗糙或有缺陷的衬底上实现完全覆盖，因此并不适合在绒面基底及不平整基底上制备均匀的膜层。真空法可在不同粗糙度或形貌的衬底上保形沉积钙钛矿膜层。
[0003]传统的真空法一次只能制备一到两种膜层，在制备钙钛矿电池的过程中需要频繁的破空、抽空、调整蒸发速率，设备的综合利用率与研发效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种蒸镀设备，该蒸镀设备可以在蒸镀多层膜层时，无需多次开腔，进而减少开腔频率，降低工艺腔室多次破空，减少调工艺的时间，提高实验的效率。
[0005]在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种蒸镀设备。根据本专利技术的实施例，该蒸镀设备包括：送卷腔；工艺腔，所述工艺腔与所述送卷腔之间设置有第一隔离门；出卷腔，所述出卷腔与所述工艺腔之间设置有第二隔离门，且所述工艺腔位于所述送卷腔和所述出卷腔之间；蒸镀系统，所述蒸镀系统设置在所述工艺腔中；收放卷系统，所述收放卷系统设置在所述工艺腔中，基片由所述送卷腔传送至收放卷系统，经所述蒸镀系统在所述基片上蒸镀多层膜层后传送至所述出卷腔；抽真空系统，所述抽真空系统分别与所述收卷腔、所述工艺腔和所述出卷腔相连。由此，通过设置送卷腔和出卷腔，一次开腔后，在工艺腔内可以制备多层膜层，且无需中途开腔，进而减少开腔频率，降低工艺腔室多次破空，减少调工艺的时间，提高实验的效率；另外，还可以通过改变送卷腔、出卷腔的大小，增加柔性基片卷的长度，节省成本，优化源排布，实现共蒸、顺蒸，且可以减小工艺腔室占地面积较小。
[0006]根据本专利技术的实施例，在所述基片传送的方向上，所述收放卷系统包括：收卷系统，所述收卷系统靠近所述送卷腔设置；第一纠偏系统，所述第一纠偏系统设置在所述收卷系统远离所述送卷腔的一侧；等离子清洗系统，所述等离子清洗系统位于所述第一纠偏系统远离所述收卷系统的一侧，其中，所述蒸镀系统位于所述等离子清洗系统远离所述收卷系统的一侧，且与所述等离子清洗系统位于所述基片的同一侧；第二纠偏系统，所述第二纠偏系统设置在所述等离子清洗系统远离所述送卷腔的一侧；抽真空系统，所述抽真空系统
位于所述第一纠偏系统和所述第二纠偏系统之间，且与所述蒸镀系统位于所述基片相对的两侧；放卷系统，所述放卷系统位于所述第二纠偏系统靠近所述出卷腔的一侧。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述收卷系统包括：第一衬底挂盘，所述基片由送卷腔传送至所述第一衬底挂盘；第一导轮，所述基片由所述第一衬底挂盘传送至所述第一导轮；第一紧胀器，所述基片由所述第一导轮传送至所述第一紧胀器；第一输送轮，所述基片由所述第一紧胀器传送至所述第一输送轮，并由所述第一输送轮传送至所述第一纠偏系统，
[0008]所述放卷系统包括：第二输送轮，所述基片由所述第二纠偏系统传送至所述第二输送轮；第二紧胀器，所述基片由所述第二输送轮传送至所述第二紧胀器；第二导轮，所述基片由所述第二紧胀器传送至所述第二导轮；第二衬底挂盘，所述基片由所述第二导轮传送至第二衬底挂盘，并由所述第二衬底挂盘传送至所述出卷腔。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述收卷系统和所述放卷系统呈镜像。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述第一纠偏系统和所述第二纠偏系统均包括至少一组光电传感器，一组所述光电传感器包括两个设置在所述基片相对两侧的对射光电传感器，当所述基片在传送过程中出现偏移时，会进行警告报警，同时所述第一紧胀器和/或所述第二紧胀器对所述基片进行轻微倾斜调整，将所述基片重新调整到中间位置。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述第一紧胀器和第二紧胀器中均包括压力传感器，并通过伺服电机精准控制，以便实时控制所述基片的涨紧度。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述蒸镀系统包括等离子体发生器、点源坩埚和线源坩埚，所述等离子体发生器用于形成钙钛矿电池中的电极层，所述点源坩埚用于形成所述钙钛矿电池中的电荷传输层，所述线源坩埚用于形成所述钙钛矿电池中的钙钛矿吸收层。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述点源坩埚包括：冷却降温层，所述冷却降温层具有容纳空间，并具有蒸镀口；加热层，所述加热层包括底部加热层和顶部加热层，所述底部加热层设置在所述容纳空间的底部，所述顶部加热层设置在所述容纳空间的顶部；隔热板，所述隔热板设置在所述冷却降温层与所述加热层之间；内壳，所述内壳设置在所述加热层远离所述冷却降温层的一侧，所述内壳的内部用于盛放原材料；扰流挡板，所述扰流挡板设置在所述内壳的内部，且位于所述原材料的上方。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述线源坩埚包括：线源外盒，所述线源外盒中具有加热组件；坩埚本体，所述坩埚本体设置在所述线源外盒的内部，所述坩埚本体的内部用于盛放原材料；扰流板，所述扰流板设置在所述坩埚本体的内部，且位于所述原材料的上方；线源喷嘴，所述线源喷嘴位于扰流板的上方，且封装坩埚本体的开口。
[0015]在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种利用前面所述的蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法，根据本专利技术的实施例，利用前面所述的蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法包括：打开第一隔离门和第二隔离门；将基片引入送卷腔；通过所述送卷腔将所述基片引入工艺腔的收放卷系统中；关闭所述送卷腔的腔门和出卷腔的腔门；利用抽真空系统对所述送卷腔、所述工艺腔和所述出卷腔进行抽真空；利用蒸镀系统在所述基片的表面上蒸镀形成多层膜层；将蒸镀后的所述基片传送至所述出卷腔。由此，在上述制备方法中，在制备多层膜层时，一次开腔门即可，无需多次开腔门，进而减少开腔频率，降低工艺腔室多次破空，减少调工艺的时间，提高实验的效率；另外，还可以通过改变送卷腔、出卷腔的大小，增加柔性基片卷的长度，节省成本，优化源排布，实现共蒸、顺蒸，且可以减小工艺腔室占地面积较小。
[0016]根据本专利技术的实施例，在通过所述送卷腔将所述基片引入所述工艺腔的所述收放卷系统中之后，利用前面所述的蒸镀设备制备钙钛矿电池的方法还包括：使所述基片依次经过第一衬底挂盘、第一导轮、第一紧胀器和第一输送轮引入第一纠偏系统；使所述基片依次通过第二纠偏系统、放卷系统达到所述出卷腔。
[0017]根据本专利技术的实施例，在所述利用蒸镀系统在所述基片的表面上蒸镀形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸镀设备，其特征在于，包括：送卷腔；工艺腔，所述工艺腔与所述送卷腔之间设置有第一隔离门；出卷腔，所述出卷腔与所述工艺腔之间设置有第二隔离门，且所述工艺腔位于所述送卷腔和所述出卷腔之间；蒸镀系统，所述蒸镀系统设置在所述工艺腔中；收放卷系统，所述收放卷系统设置在所述工艺腔中，基片由所述送卷腔传送至所述收放卷系统，经所述蒸镀系统在所述基片上蒸镀多层膜层后传送至所述出卷腔；抽真空系统，所述抽真空系统分别与所述收卷腔、所述工艺腔和所述出卷腔相连。2.根据权利要求1所述的蒸镀设备，其特征在于，在所述基片传送的方向上，所述收放卷系统包括：收卷系统，所述收卷系统靠近所述送卷腔设置；第一纠偏系统，所述第一纠偏系统设置在所述收卷系统远离所述送卷腔的一侧；等离子清洗系统，所述等离子清洗系统位于所述第一纠偏系统远离所述收卷系统的一侧，其中，所述蒸镀系统位于所述等离子清洗系统远离所述收卷系统的一侧，且与所述等离子清洗系统位于所述基片的同一侧；第二纠偏系统，所述第二纠偏系统设置在所述等离子清洗系统远离所述送卷腔的一侧；放卷系统，所述放卷系统位于所述第二纠偏系统靠近所述出卷腔的一侧。3.根据权利要求2所述的蒸镀设备，其特征在于，所述收卷系统包括：第一衬底挂盘，所述基片由送卷腔传送至所述第一衬底挂盘；第一导轮，所述基片由所述第一衬底挂盘传送至所述第一导轮；第一紧胀器，所述基片由所述第一导轮传送至所述第一紧胀器；第一输送轮，所述基片由所述第一紧胀器传送至所述第一输送轮，并由所述第一输送轮传送至所述第一纠偏系统，所述放卷系统包括：第二输送轮，所述基片由所述第二纠偏系统传送至所述第二输送轮；第二紧胀器，所述基片由所述第二输送轮传送至所述第二紧胀器；第二导轮，所述基片由所述第二紧胀器传送至所述第二导轮；第二衬底挂盘，所述基片由所述第二导轮传送至所述第二衬底挂盘，并由所述第二衬底挂盘传送至所述出卷腔。4.根据权利要求3所述的蒸镀设备，其特征在于，所述收卷系统和所述放卷系统呈镜像。5.根据权利要求3所述的蒸镀设备，其特征在于，所述第一纠偏系统和所述第二纠偏系统均包括至少一组光电传感器，一组所述光电传感器包括两个设置在所述基片相对两侧的对射光电传感器，当所述基片在传送过程中出现偏移时，会进行警告报警，同时所述第一紧胀器和/或所述第二紧胀器对所述基片进行轻微倾斜调整，将所述基片重新调整到中间位置。6.根据权利要求3所述的蒸镀设备，其特征在于，所述第一紧胀器和所述第二紧胀器中
均包括压力传感器，并通过伺服电机精准控制，以便实时控制所述基片的涨紧度。7.根据权利要求2所述的蒸镀设备，其特征在于，所述蒸镀系统包括等离子体发生器、点源坩埚和线源坩埚，所述等离子体发生器用于形成钙钛矿电池中的电极层，所述点源坩埚用于形成所述钙钛矿电池中的电荷传输层，所述线源...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建，王雪戈，李明，邵君，于振瑞，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：