钙钛矿膜层制备装置、制备方法以及钙钛矿电池制造方法及图纸

本申请公开了钙钛矿膜层制备装置、制备方法以及钙钛矿电池，制备装置包括退火机构，退火机构包括外壳和多组传送线，外壳具有退火腔；多组传送线位于退火腔，以用于承载并传输基片；至少一组喷雾机构，喷雾机构与外壳连接，以用于向退火腔输送与基片反应的气溶胶；排气机构，排气机构与外壳连接，以将反应后的气体排出。本申请通过设置退火机构、喷雾机构和排气机构，采用气溶胶喷雾退火的方式来辅助钙钛矿的成核结晶过程，通过改善退火环境以促使钙钛矿的成核过程更加顺利，提高了钙钛矿薄膜的质量和结构稳定性，并可以进一步提升钙钛矿电池转换效率。池转换效率。池转换效率。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿膜层制备装置、制备方法以及钙钛矿电池


[0001]本申请属于钙钛矿电池
，具体涉及一种钙钛矿膜层制备装置、制备方法以及钙钛矿电池。

技术介绍

[0002]金属卤化物钙钛矿已成为制备有机薄膜太阳能电池的重要材料，目前制备钙钛矿薄膜的方法大致可以分为溶液法和真空法，无论哪种方法，钙钛矿的成核结晶过程在很大程度上都是依靠退火工艺控制，但由于一些金属卤化物钙钛矿在室温下不稳定，容易分解，使得钙钛矿薄膜的稳定性难以控制，这不利于钙钛矿薄膜在太阳能电池大规模生产中的应用。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本申请实施例提供钙钛矿膜层制备装置、制备方法以及钙钛矿电池，旨在通过对退火设备和工艺改进以解决产业化应用过程中钙钛矿的稳定性问题。
[0004]技术方案：本申请实施例所述的一种钙钛矿膜层制备装置，包括：
[0005]退火机构，所述退火机构包括外壳和多组传送线，所述外壳具有退火腔；所述多组传送线位于所述退火腔，以用于承载并传输基片；
[0006]至少一组喷雾机构，所述喷雾机构与所述外壳连接，以用于向所述退火腔输送与所述基片反应的气溶胶；
[0007]排气机构，所述排气机构与所述外壳连接，以将反应后的气体排出。
[0008]在一些实施例中，所述多组传送线连接所述外壳，且沿高度方向Z间隔排布于所述退火腔；
[0009]所述外壳包括进料口和出料口，沿着所述进料口向着所述出料口的方向为第一方向X，所述传送线包括多个传送辊，所述传送辊沿所述第一方向X排布；所述第一方向X和所述高度方向Z相互垂直。
[0010]在一些实施例中，所述喷雾机构包括：
[0011]雾化腔，用于提供所述气溶胶；
[0012]混合腔，所述混合腔与所述雾化腔连通，用于将所述气溶胶与载气混合；
[0013]分气支路，所述分气支路与所述混合腔连通，所述分气支路远离所述混合腔的一端具有分气孔，所述分气孔贯穿所述外壳且与所述传送线对应设置。
[0014]在一些实施例中，还包括：
[0015]上料机构，所述上料机构包括沿所述第一方向X依次布置的入料腔、第一中转腔和预热腔；所述预热腔与所述退火腔连接；
[0016]下料机构，所述下料机构包括沿所述第一方向X依次布置的冷却腔、第二中转腔、出料腔；所述冷却腔与所述退火腔连接；
[0017]料盘回收机构，所述料盘回收机构沿所述第一方向X设置于所述预热腔、所述退火
腔和所述冷却腔的外部。
[0018]在一些实施例中，还包括：
[0019]移栽机构，所述移栽机构位于所述入料腔和/或所述出料腔；
[0020]所述入料腔内设有接料辊、入料辊和与所述入料辊连接的第一升降装置，所述移栽机构用于将所述接料辊上的基片传递至所述入料辊，所述第一升降装置用于沿所述高度方向Z带动所述入料辊降下或者顶升；
[0021]所述出料腔内设有送料辊、出料辊和与所述出料辊连接的第二升降装置，所述移栽机构用于将所述出料辊上的基片传递至所述送料辊，所述第二升降装置用于沿所述高度方向Z带动所述出料辊降下或者顶升。
[0022]在一些实施例中，所述第一中转腔与所述入料腔连接，所述第一中转腔内设有第一中转辊和与所述第一中转辊连接的第三升降装置，所述第三升降装置用于沿所述高度方向Z带动所述第一中转辊降下或者顶升；和/或
[0023]所述第二中转腔与所述出料腔连接，所述第二中转腔内设有第二中转辊和与所述第二中转辊连接的第四升降装置，所述第四升降装置用于沿所述高度方向Z带动所述第二中转辊降下或者顶升。
[0024]在一些实施例中，所述预热腔与所述第一中转腔远离所述入料腔的一侧连接，所述预热腔内设有多组预热线，所述预热线沿所述高度方向Z间隔排布于所述预热腔；所述预热线包括多个预热辊，所述预热辊沿所述第一方向X排布；
[0025]所述冷却腔与所述第二中转腔远离所述出料腔的一侧连接，所述冷却腔内设有多组冷却线，所述冷却线沿所述高度方向Z间隔排布于所述冷却腔；所述冷却线包括多个冷却辊，所述冷却辊沿所述第一方向X排布。
[0026]在一些实施例中，所述预热线、所述传送线和所述冷却线沿所述第一方向X对应设置。
[0027]在一些实施例中，还包括：
[0028]阀门，设置于所述入料腔和所述第一中转腔之间，和/或，设置于所述第一中转腔和所述预热腔之间，和/或，设置于所述预热腔和所述退火腔之间，和/或，设置于所述退火腔和所述冷却腔之间，和/或，设置于所述冷却腔和所述第二中转腔之间，和/或，设置于所述第二中转腔和所述出料腔之间；
[0029]喷气机构，所述喷气机构设于所述阀门的一侧，用于在所述阀门开启后喷射隔离气体。
[0030]在一些实施例中，所述料盘回收机构包括位于所述预热腔一侧的第一回收辊、位于所述退火腔一侧的第二回收辊和位于所述冷却腔一侧的第三回收辊；所述第一回收辊、所述第二回收辊和所述第三回收辊沿所述第一方向X对应设置。
[0031]在一些实施例中，本申请还提供一种钙钛矿膜层制备方法，包括以下步骤：
[0032]将基片置于钙钛矿膜层制备装置中，并控制基片由上料机构移动至退火机构；
[0033]控制退火机构对基片进行退火处理，并控制喷雾机构向退火机构输送气溶胶；
[0034]退火完成后，控制基片由退火机构移动至下料机构，并在基片上制得钙钛矿膜层。
[0035]在一些实施例中，控制退火机构对基片进行退火处理，并控制喷雾机构向退火机构输送气溶胶的步骤，进一步包括：
[0036]先将基片置于50～100℃的温度下持续20～40s；
[0037]然后将基片置于70～120℃的温度下持续1～3min，同时开启所述喷雾机构；
[0038]最后在100～150℃的温度下持续2～3min。
[0039]在一些实施例中，所述气溶胶选自异丙醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、碳酸丁酯、乙酸乙酯、乙腈中的至少一种；和/或
[0040]所述喷雾机构的载气流量为0.1～5dm3。
[0041]在一些实施例中，本申请还提供一种钙钛矿电池，包括钙钛矿膜层，所述钙钛矿膜层采用所述的钙钛矿膜层制备装置制备得到，或者，所述钙钛矿膜层由所述的钙钛矿膜层制备方法制得。
[0042]有益效果：与现有技术相比，本申请的一种钙钛矿膜层制备装置，包括：退火机构，退火机构包括外壳和多组传送线，外壳具有退火腔；多组传送线位于退火腔，以用于承载并传输基片；至少一组喷雾机构，喷雾机构与外壳连接，以用于向退火腔输送与基片反应的气溶胶；排气机构，排气机构与外壳连接，以将反应后的气体排出。本申请通过设置退火机构、喷雾机构和排气机构，采用气溶胶喷雾退火的方式来辅助钙钛矿的成核结晶过程，通过改善退火环境以促使钙钛矿的成核过程更加顺利，有助于提高钙钛矿薄膜的质量和结构稳定性，有助于进一步提升钙钛矿电池转换效率。本申请公开的钙钛矿膜层制备装置高度贴合钙钛矿电池制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，包括：退火机构(10)，所述退火机构(10)包括外壳(101)和多组传送线(102)，所述外壳(101)具有退火腔(100)；所述多组传送线(102)位于所述退火腔(100)，以用于承载并传输基片(1)；至少一组喷雾机构(20)，所述喷雾机构(20)与所述外壳(101)连接，以用于向所述退火腔(100)输送与所述基片(1)反应的气溶胶；排气机构(30)，所述排气机构(30)与所述外壳(101)连接，以将反应后的气体排出。2.根据权利要求1所述的钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，所述多组传送线(102)连接所述外壳(101)，且沿高度方向(Z)间隔排布于所述退火腔(100)；所述外壳(101)包括进料口(1011)和出料口(1012)，沿着所述进料口(1011)向着所述出料口(1012)的方向为第一方向(X)，所述传送线(102)包括多个传送辊(1021)，所述传送辊(1021)沿所述第一方向(X)排布；所述第一方向(X)和所述高度方向(Z)相互垂直。3.根据权利要求2所述的钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，所述喷雾机构(20)包括：雾化腔(201)，用于提供所述气溶胶；混合腔(202)，所述混合腔(202)与所述雾化腔(201)连通，用于将所述气溶胶与载气混合；分气支路(203)，所述分气支路(203)与所述混合腔(202)连通，所述分气支路(203)远离所述混合腔(202)的一端具有分气孔(204)，所述分气孔(204)贯穿所述外壳(101)且与所述传送线(102)对应设置。4.根据权利要求2所述的钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，还包括：上料机构(40)，所述上料机构(40)包括沿所述第一方向(X)依次布置的入料腔(401)、第一中转腔(402)和预热腔(403)；所述预热腔(403)与所述退火腔(100)连接；下料机构(50)，所述下料机构(50)包括沿所述第一方向(X)依次布置的冷却腔(501)、第二中转腔(502)、出料腔(503)；所述冷却腔(501)与所述退火腔(100)连接；料盘回收机构(60)，所述料盘回收机构(60)沿所述第一方向(X)设置于所述预热腔(403)、所述退火腔(100)和所述冷却腔(501)的外部。5.根据权利要求4所述的钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，还包括：移栽机构(70)，所述移栽机构(70)位于所述入料腔(401)和/或所述出料腔(503)；所述入料腔(401)内设有接料辊(4011)、入料辊(4012)和与所述入料辊(4012)连接的第一升降装置(4013)，所述移栽机构(70)用于将所述接料辊(4011)上的基片传递至所述入料辊(4012)，所述第一升降装置(4013)用于沿所述高度方向(Z)带动所述入料辊(4012)降下或者顶升；所述出料腔(503)内设有送料辊(5031)、出料辊(5032)和与所述出料辊(5032)连接的第二升降装置(5033)，所述移栽机构(70)用于将所述出料辊(5032)上的基片传递至所述送料辊(5031)，所述第二升降装置(5033)用于沿所述高度方向(Z)带动所述出料辊(5032)降下或者顶升。6.根据权利要求5所述的钙钛矿膜层制备装置，其特征在于，所述第一中转腔(402)与所述入料腔(401)连接，所述第一中转腔(402)内设有第一中转辊(4021)和与所述第一中转辊(4021)连接的第三升降装置(4022)，所述第三升降装置(4022)用于沿所述高度方向(Z)
带动所述第一中转辊(4021)降下或者顶升；和/或所述第二中转腔(502)与所述出料腔(503)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建，王良乐，王雪戈，邵君，于振瑞，
申请(专利权)人：极电光能有限公司，
类型：发明
国别省市：