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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿电池,具体为一种钙钛矿电池图案化的方法。
技术介绍
1、随着钙钛矿电池产业的蓬勃发展,钙钛矿逐渐从实验室走向产业化,量产型的生产线规划目前仍处于一个探索优化阶段.目前市面上主流的工艺流程如下,这个过程总共13步骤,包括fto/ito镀膜→pi划线→清洗/处理→htl沉积→sam层沉积→pvk镀膜→退火→pvk/etl界面钝化层(钝化) →etl沉积→p2划线→ce(金属电极) →p3划线→p4划线,涉及到了多种加工手段,整体而言不便于产线的生产维护,且存在以下问题:
2、1.第9步etl沉积完成到到第10步p2划线,这中间存在一个破真空的过程;
3、2.第10步p2划线到第11ce(金属电极)步中间又存在一个真空置换的过程;
4、3.第11步骤(金属电极)到第12步p3划线又存在一个破真空的过程;
5、4.第13步需p4划线又需要对大面的沉膜无效区进行激光清洗;
6、5.上述步骤中存在频繁的加工环境切换(大气/真空转换),耗能,且存在污染产品风险;
7、6.p2,p3激光划的本质是对整面加工的钙钛矿膜进行图案化.从而形成电池之间的串联,并联. 现行的加工方法是从硅基电池中的激光工艺借鉴而来.但是钙钛矿本身比硅基更容易受到环境氛围的影响,因此当p2,p3加工完成后(大气氛围),钙钛矿的侧壁会完全暴露在环境中,容易吸附空气中的水,氧气.这是目前钙钛矿电池稳定性不好的一个重大原因;
8、7.激光划线过程中会伴随多烧蚀的烟尘产生,虽然
9、8.p4划线的目的将工艺工程中无效膜层进行烧蚀,他的本质是图案化工艺.将不需要的区域之膜层全部剥离掉.整个工程更会产生大量的灰尘,且非常浪费激光的生产产能。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足,本专利技术的目的是提供一种钙钛矿电池图案化的方法,解决现有问题。
2、为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:
3、本专利技术提供1、一种钙钛矿电池图案化的方法,包括以下具体步骤:
4、1.fto/ito镀膜;
5、2.pi划线;
6、3.清洗表面处理;
7、4.htl图案化;
8、5.sam图案化;
9、6.pvk图案化;
10、7.pvk 退火;
11、8.pvk/etl界面钝化层图案化;
12、9.etl图案化;
13、10.ce图案化。
14、优选地,所述步骤4中采用热蒸发方式,将htl材料以热蒸发沉积在基板上,在基板对应的位置增加掩模板。
15、优选地,所述步骤5中,采用热蒸发方式将sam(self-assembled monolayer )材料沉积在基板上,仍然采用htl采用的掩模版遮挡,这样可以形成与第一层一样的图案。
16、优选地,所述步骤6中,具体为第一步先进行热蒸发,并且在热蒸发过程采用遮罩遮蔽;第二步采用涂布法将溶液涂布在第一层上,这样仅存在第一区/与第二区域的地方会形pvk晶体,仅有第二层的区域则可以被清洗掉从而形成pvk层的图案化。
17、优选地,所述步骤6中,第一步热蒸发后,第二步为喷墨打印进行区域化,这样仅仅存在区域1和区域2的地方形成pvk结晶,而仅存第一层的区域则可以清洗掉掉从而形成图案化。
18、优选地,所述步骤6中,第一步先进行喷墨打印,形成图案化,通过干燥进行图形固定,然后第二步骤采用刮涂,或者喷墨打印或者刮涂的方法,这样仅在2层重叠区域反应从而形成图案化pvk。
19、优选地,第一步和第二步之间均增加一道遮罩。
20、优选地,所述步骤8中,采用热蒸发方式将pvk/etl界面钝化层材料沉积在基板上,过程增加遮罩,从而仅在pvk上层沉积pvk/etl界面钝化层材料;采用喷墨打印方法将etl材料打印在pvk膜层上,从而形成pvk/etl界面钝化层膜层图案化。
21、优选地,所述步骤9中,采用热蒸发方式将etl材料沉积在基板上过程增加遮罩,从而仅仅在pvk/etl界面钝化层层上沉积etl材料;采用喷墨打印方法将etl材料打印在pvk膜层上,从而形成pvk/etl界面钝化层膜层图案化。
22、优选地,所述步骤10中,采用热蒸发方式将ce材料沉积在基板上,图案依照产品设计从而使pvk形成串联结构。
23、本专利技术的有益效果在于:1.可大幅削减生产流程,从13道工艺降低10道;
24、2.免去激光设备的产线投入;
25、3.免去激光过程产生的灰尘对产品良率造成的影响;
26、4.免去频繁开关腔体环境氛围变化对钙钛矿的稳定性影响。
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1.一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
2.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤4中采用热蒸发方式,将HTL材料沉积在基板上,在基板对应的位置增加掩模板,或采用喷涂的方式将HTL打印在指定区域,以形成图案化。
3.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤5中,采用热蒸发方式将SAM材料沉积在基板上,仍然采用HTL采用的掩模版遮挡,这样可以形成与第一层一样的图案,或采用喷涂的方式将SAM打印在指定区域,以形成与第一层相同的图案。
4.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤6中,具体为第一步先进行热蒸发无机盐,并且在热蒸发过程采用遮罩遮蔽;第二步采用涂布法将溶液(FAI,MAI溶液)涂布在第一层上,这样仅存在第一区,即第一步热蒸发的区域,与第二区域,即第二步涂布的区域的反应形成地方会PVK晶体,仅有第二层的区域则可以被清洗掉从而形成PVK层的图案化。
5.如权利要求4所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤6中,第一
6.如权利要求4所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤6中,第一步先进行喷墨打印,形成图案化,通过干燥进行图形固定,然后第二步骤采用刮涂,或者喷墨打印或者刮涂的方法,这样仅在2层重叠区域反应从而形成图案化PVK。
7.如权利要求4-6任一项所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,第一步和第二步之间均增加一道遮罩。
8.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤8中,采用热蒸发方式将PVK/ETL界面钝化层材料沉积在基板上,过程增加遮罩,从而仅在PVK上层沉积PVK/ETL界面钝化层材料;或采用喷墨打印方法将PVK/ETL界面钝化层材料打印在PVK膜层上,从而形成PVK/ETL界面钝化层膜层图案化。
9.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤9中,采用热蒸发方式将ETL材料沉积在基板上过程增加遮罩,从而仅仅在PVK/ETL界面钝化层上沉积ETL材料;采用喷墨打印方法将ETL材料打印在PVK膜层上,从而形成ETL层材料图案化。
10.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤10中,采用热蒸发方式将CE材料沉积在基板上,图案依照产品设计从而使PVK形成串联结构。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
2.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤4中采用热蒸发方式,将htl材料沉积在基板上,在基板对应的位置增加掩模板,或采用喷涂的方式将htl打印在指定区域,以形成图案化。
3.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤5中,采用热蒸发方式将sam材料沉积在基板上,仍然采用htl采用的掩模版遮挡,这样可以形成与第一层一样的图案,或采用喷涂的方式将sam打印在指定区域,以形成与第一层相同的图案。
4.如权利要求1所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤6中,具体为第一步先进行热蒸发无机盐,并且在热蒸发过程采用遮罩遮蔽;第二步采用涂布法将溶液(fai,mai溶液)涂布在第一层上,这样仅存在第一区,即第一步热蒸发的区域,与第二区域,即第二步涂布的区域的反应形成地方会pvk晶体,仅有第二层的区域则可以被清洗掉从而形成pvk层的图案化。
5.如权利要求4所述的一种钙钛矿电池图案化的方法,其特征在于,所述步骤6中,第一步热蒸发(无机盐)后,第二步为喷墨打印进行区域化,这样仅仅存在区域1和区域2的地方形成pvk结晶,而仅存第一层的区域则可以清洗掉掉从而形成图案...
【专利技术属性】
技术研发人员:高芙蓉,赵小虎,
申请(专利权)人:合肥倍优胜机电技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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