一种钙钛矿薄膜沉积工艺的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池制造的领域，尤其是涉及一种钙钛矿薄膜沉积工艺。


背景技术：

2.太阳能电池中，钙钛矿异质结叠层电池是将异质结薄膜电池作为底电池，然后在底电池上涂布钙钛矿电池作为顶电池，使得顶电池和底电池能够吸收不同波段的光，因此具备极高的转换效率，属于太阳能电池发展的一个重要方向。而制造钙钛矿异质结叠层电池的其中一个重要步骤就是要将钙钛矿原料溶液在底电池上形成均匀的钙钛矿薄膜层。
3.现有适用于大面积形成钙钛矿薄膜层的沉积方法是平板沉积法，即底电池作为基层前移经过涂布模头，涂布模头底部设置开口以向基层上挤出钙钛矿原料溶液，基层在前移过程中表面形成钙钛矿湿膜，即涂布，然后再经过真空闪蒸去除溶剂，最后经过退火以使得底电池基层上成型钙钛矿薄膜。
4.针对上述中的相关技术，一般由传送带带动每一片基层前移，但是真空闪蒸时传送带停止移动，使得还在对前一块基层进行真空闪蒸时，后一块的基层无法进行涂布或是退火处理，降低了钙钛矿薄膜沉积的整体效率。


技术实现要素：

5.为了提升钙钛矿薄膜沉积的整体效率，本技术提供一种钙钛矿薄膜沉积工艺。
6.本技术提供的一种钙钛矿薄膜沉积工艺采用如下的技术方案。
7.一种钙钛矿薄膜沉积工艺，具体包括以下步骤。
8.步骤1、设置一排初始基层和数排同步基层，使用涂布设备对第一块初始基层进行涂布；步骤2、第一块初始基层涂布完成后对相邻一排的第一块同步基层进行涂布，同时第一块初始基层传送并进行真空闪蒸；步骤3、在第一块初始基层完成真空闪蒸时，每一排中第一块同步基层均完成涂布，然后第二块初始基层进行涂布，不断重复；步骤4、第二块初始基层完成真空闪蒸后，每一排中第二块的同步基层均已完成涂布，然后进行第三块初始基层的涂布，并且同时进行第一块初始基层的退火；步骤5、第三块初始基层完成涂布时，第一块初始基层完成退火，然后进行相邻一排的第三块同步基层的涂布和第一块同步基层的退火，不断重复。
9.通过采用上述技术方案，使得在进行一块初始基层的真空闪蒸时，对应的一排初始基层不能再进行传送，此时涂布设备对相邻的一排同步基层进行涂布，以降低涂布设备的空闲时间，并且限定退火时间和涂布时间相一致，使得在进行同一排间隔的两块初始基层或是同一排间隔的两块同步基层上的涂布和退火时能够同步开始和结束，以使得钙钛矿薄膜整体流程时间更好控制，提升整体钙钛矿薄膜的成型效率。
10.可选的，所述涂布设备包括机箱、设于机箱内且一一对应带动一排初始基层和数
排同步基层移动的数条传送带、设于机箱内且对基层进行钙钛矿湿膜涂布的涂布模头、设于机箱内且带动涂布模头沿传送带宽度方向移动的模头移动装置。
11.通过采用上述技术方案，使得数条传送带带动一排初始基层和数排同步基层进行依次传动，并且涂布模头配合沿传送带宽度方向进行往复移动，以进行间隙式的涂布和真空闪蒸处理，使得整体的钙钛矿薄膜成型效率获得提升。
12.可选的，所述模头移动装置包括转动连接于机箱的一组同步轮、传动连接于一组同步轮的同步带、固定连接于同步带且带动涂布模头同步移动的带块、设于机箱且使得同步轮转动的同步轮电机、设于机箱且供带块套设且滑动的导向杆。
13.通过采用上述技术方案，同步轮电机连通外部电源以使得同步轮转动，使得同步带进行传动，并在导向杆的作用下使得带块能够带动涂布模头进行一个快速且稳定的移动，以便降低在涂布模头从一条传送带正上方移动另一条传送带正上方所需要花费的时间。
14.可选的，所述带块设有竖调气缸，竖调气缸动力杆固定连接有供涂布模头连接以使得涂布模头竖移的竖调块，带块设有穿设且滑动连接于竖调块的定向杆。
15.通过采用上述技术方案，使得竖调气缸能够调节涂布模头和基层之间的间距，以便在涂布模头需要保养检修时能够远离传送带，便于拆卸，同时也能针对于不同厚度的基层或是不同厚度的钙钛矿薄膜层进行一定范围内的调节。
16.可选的，所述涂布模头包括可拆卸连接于竖调块的顶盖、可拆卸连接于顶盖的原料盒、滑动连接于原料盒内部且将钙钛矿溶液送出原料盒的活塞板、开设于原料盒且送入气体以使得活塞板移动的气口、设于原料盒出料口处且使得钙钛矿溶液只能从原料盒内送出的出料单向阀、设于原料盒进料口处且使得钙钛矿溶液只能进入至原料盒内的进料单向阀，活塞板高度高于出料单向阀或进料单向阀的高度。
17.通过采用上述技术方案，使得活塞板朝向原料盒出料口移动时，钙钛矿溶液能够经由出料单向阀和原料盒出料口送出，此时由于进料单向阀的存在，使得钙钛矿溶液不会经由原料盒进料口送出，当活塞板远离原料盒出料口时，外部钙钛矿溶液经由进料单向阀进入至原料盒内，并且由于出料单向阀的存在，使得外部空气不会进入至原料盒内，使得原料盒能够稳定出料。
18.可选的，所述出料单向阀沿传送带宽度方向设置数个。
19.通过采用上述技术方案，使得活塞板在将钙钛矿溶液送出原料盒时，能经由数个出料单向阀向原料盒出料口处送出钙钛矿溶液，使得原料盒出料口能够更加均匀的将钙钛矿原料送出。
20.可选的，所述原料盒出料口一侧处设有进一步控制钙钛矿湿膜厚度的限高刀片，原料盒两端处设有贴近于基层侧面且将多余钙钛矿溶液吸入的端部吸块，端部吸块贴合于限高刀片端面，限高刀片靠近原料盒出料口一侧处设有将多余钙钛矿溶液吸入的刀片吸块。
21.通过采用上述技术方案，使得在原料盒能够将适当较多量的钙钛矿溶液送出，然后由限高刀片来获得一个厚度均匀的钙钛矿湿膜，端部吸块能够将要从初始基层或是同步基层两侧掉落的钙钛矿溶液吸入，刀片吸块能够将限高刀片朝向原料盒一侧处过多的钙钛矿溶液吸入，使得多余的钙钛矿溶液能够回收再利用。
22.可选的，所述端部吸块的进气口呈倾斜且高度低于初始基层或是同步基层上表面高度，端部吸块进气口倾斜下端靠近于初始基层或是同步基层。
23.通过采用上述技术方案，使得端部吸块在将多余的钙钛矿吸走的同时，端部吸块的进气口不会直接朝向于初始基层或是同步基层的上表面处，使得端部吸块不会将钙钛矿湿膜侧边部分吸入，以使得钙钛矿湿膜更好的保持均匀。
24.可选的，所述限高刀片底部呈倾斜且倾斜底端靠近于原料盒，刀片吸块的进气口呈倾斜且倾斜底端朝向于限高刀片的倾斜上表面。
25.通过采用上述技术方案，使得多余的钙钛矿溶液在经过限高刀片时会流动至限高刀片的倾斜上表面，然后由刀片吸块的进气口将限高刀片倾斜上表面的钙钛矿原料吸走，使得刀片吸块不易过多将钙钛矿溶液吸走，以使得钙钛矿湿膜更加均匀。
26.可选的，所述原料盒转动连接有螺纹连接于限高刀片的竖调丝杠，原料盒设有带动竖调丝杠转动的丝杠电机，原料盒固定连接有供限高刀片套设且滑动的稳向杆。
27.通过采用上述技术方案，丝杠电机连通外部电源，使得竖调丝杠转动，使得限高刀片能够沿竖直方向进行稳定移动，以便在钙钛矿薄膜厚度进行细微的改变时，不需要将竖调气缸进行行程的微调，能够更加便利的对钙钛矿薄膜的厚度进行适应性的调整。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：1.以降低涂布设备的空闲时间，并且限定退火时间和涂布时间相一致，以使得钙钛矿薄膜整体流程时间更好控制，提升整体钙钛矿薄膜的成型效率；2.原料盒能够将适当较多量的钙钛矿溶液送出，然后由限高刀片来获得一个厚度均匀的钙钛矿湿膜，端部吸块能够将要从初始基层或是同步基层两侧掉落的钙钛矿溶液吸入，刀片吸块能够将限高刀片朝向原料盒一侧处过多的钙钛矿溶液吸入，使得多余的钙钛矿溶液能够回收再利用。
附图说明
29.图1是本技术机箱侧面的剖视以展示机箱内部的结构示意图；图2是涂布模头的结构示意图；图3是原料盒一端、一块端部吸块和刀片吸块的剖视结构示意图；图4是图3中a处放大图。
30.附图标记说明：1、机箱；2、传送带；3、涂布模头；31、阀板；32、气口；33、外壁板；34、轮板；4、模头移动装置；41、原料盒；42、活塞板；43、出料单向阀；44、进料单向阀；45、限高刀片；46、端部吸块；47、刀片吸块；48、竖调丝杠；49、稳向杆；5、同步轮；51、同步带；52、带块；53、同步轮电机；54、导向杆；55、竖调气缸；56、竖调块；57、定向杆；58、丝杠电机；59、顶盖。
具体实施方式
31.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种钙钛矿薄膜沉积工艺，具体包括以下步骤。
33.步骤1、设置一排初始基层和数排同步基层，使用涂布设备对第一块初始基层进行涂布；步骤2、第一块初始基层涂布完成后对相邻一排的第一块同步基层进行涂布，同时
第一块初始基层传送并进行真空闪蒸；步骤3、在第一块初始基层完成真空闪蒸时，每一排中第一块同步基层均完成涂布，然后第二块初始基层进行涂布，不断重复；步骤4、第二块初始基层完成真空闪蒸后，每一排中第二块的同步基层均已完成涂布，然后进行第三块初始基层的涂布，并且同时进行第一块初始基层的退火；步骤5、第三块初始基层完成涂布时，第一块初始基层完成退火，然后进行相邻一排的第三块同步基层的涂布和第一块同步基层的退火，不断重复。
34.参照图1，涂布设备包括放置于地面的机箱1，机箱1内并排布置有数条等高的传送带2，全部传送带2一一对应用于传送一排初始基层和全部的同步基层，本实施例中传送带2的数量可选用两条。机箱1设置对应的皮带轮和电机以带动两条传送带2传动。机箱1内安装有能对传送带2上的初始基层或是同步基层进行涂布的涂布模头3，涂布模头3一次只能对一块初始基层或是一块同步基层进行涂布，以实现先一块初始基层的涂布再一块同步基层的涂布的循环。
35.参照图1，机箱1内安装有带动涂布模头3沿传送带2宽度方向移动的模头移动装置4，模头移动装置4包括一体成型于机箱1内部顶面的轮板34，轮板34竖直侧面转动连接有两个同步轮5，轮板34背离同步轮5的侧面固定连接有同步轮电机53，同步轮电机53输出轴同轴固定连接于一个同步轮5，两个同步轮5传动连接有同一条同步带51，同步带51长度方向和传送带2宽度方向相一致，同步带51底面固定连接有带块52，机箱1内壁固定连接有两根导向杆54，带块52沿同步带51长度方向套设且滑动连接于两根导向杆54。带块52底面固定连接有竖调气缸55，竖调气缸55动力杆底端固定连接有竖调块56，带块52底面固定连接有两根定向杆57，竖调块56上部沿竖直方向套设且滑动连接于两根定向杆57底端，以使得涂布模头3能够进行水平和竖直方向上的位置调整。
36.参照图2和图3，涂布模头3包括通过螺丝可拆卸连接于竖调块56底面的顶盖59，顶盖59下表面通过螺丝密封可拆卸连接有原料盒41，原料盒41底面开设供原料盒41内的钙钛矿溶液送出的出料口，原料盒41的出料口长度方向和传送带2宽度方向相一致，原料盒41设置出料口的同一竖直侧面处贯穿开设进料口，原料盒41进料口连通外部软管（图中未示出）以使得原料盒41内获得钙钛矿溶液的补充。原料盒41内壁沿竖直方向紧密滑动连接有呈水平的活塞板42，原料盒41开设进料口的竖直侧面处贯穿开设有气口32，气口32位于活塞板42的上方，气口32连通外部软管（图中未示出）以向原料盒41位于活塞板42上方的空间内送入或是抽出惰性气体，以带动活塞板42进行竖移，原料盒41进料口位于活塞板42的下方。
37.参照图2和图3，涂布模头3还包括固定连接于原料盒41设置进料口的位置处的进料单向阀44，进料单向阀44使得钙钛矿原料只能进入至原料盒41内，原料盒41底部内壁处一体成型有呈水平的阀板31，阀板31将原料盒41分隔成上下两个空间，阀板31固定连接有一排出料单向阀43，一排出料单向阀43沿原料盒41的出料口长度方向均布数个，出料单向阀43使得钙钛矿溶液只能从上往下流动，使得在活塞板42下移时能够将钙钛矿溶液从原料盒41出料口处挤出，活塞板42上移时钙钛矿溶液能从原料盒41进料口处进入。
38.参照图3，原料盒41竖直侧面一体成型有外壁板33，外壁板33上表面固定连接有丝杠电机58，丝杠电机58输出轴同轴固定连接有呈竖直的竖调丝杠48，竖调丝杠48底端穿设且螺纹连接有限高刀片45，限高刀片45长度方向和原料盒41出料口长度方向相一致，限高
刀片45底部贴近于初始基层或是同步基层的上表面，初始基层或是同步基层先经过原料盒41出料口再经过限高刀片45，使得在原料盒41将较为多量的钙钛矿溶液放出的同时钙钛矿湿膜厚度获得一个均匀的控制，限高刀片45上表面沿竖直方向套设且滑动连接有稳向杆49，稳向杆49上端固定连接于外壁板33下表面。
39.参照图3和图4，限高刀片45底端呈倾斜，限高刀片45倾斜底端相较于倾斜上端更加靠近于原料盒41，并且限高刀片45倾斜底端和传送带之间的角度可以限制为小于30度，以使得多余的钙钛矿溶液能够更加顺利流动至限高刀片45的倾斜上表面。限高刀片45竖直面固定连接有刀片吸块47，刀片吸块47下表面开设呈倾斜的进气口，刀片吸块47进气口长度方向和限高刀片45长度方向相一致，刀片吸块47进气口倾斜底端正对朝向于限高刀片45的倾斜上表面，刀片吸块47通过软管（图中未示出）连通外部负压气泵以使得刀片吸块47能够将限高刀片45倾斜上表面处多余的钙钛矿溶液及时吸走。
40.参照图4，原料盒41长度方向两端底部均固定连接有一块端部吸块46，两块端部吸块46相近的竖直侧面底部均开设进气口，端部吸块46通过软管（图中未示出）连通外部负压气泵以对初始基层或是同步基层上表面流淌至侧面的钙钛矿溶液吸走，端部吸块46进气口呈倾斜，两块端部吸块46的进气口倾斜底端相靠近，使得钙钛矿湿膜周边部分不易被直接吸走。两块端部吸块46一一对应贴合于限高刀片45倾斜底部的长度方向两端，且两块端部吸块46的长度大于限高刀片45和原料盒41之间的最远间距，使得端部吸块46能够较充分将多余的钙钛矿溶液吸入。
41.本技术实施例的一种钙钛矿薄膜沉积工艺实施原理为：涂布模头3依次重复进行一块初始基层和一块同步基层的涂布，使得涂布模头3空闲时间获得降低，有助于提升整体钙钛矿薄膜的成型效率。
42.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。