一种钙钛矿薄膜涂布装置的制作方法

本技术涉及钙钛矿太阳能电池制备领域，具体而言，涉及一种钙钛矿薄膜涂布装置。

背景技术：

1、钙钛矿材料，既不是钙也不是钛，而是具备相同晶体结构的一类“陶瓷氧化物”的统称，分子式为abx3。a代表“大半径阳离子”，b代表“金属阳离子”，x则代表“卤族阴离子”。这三种离子通过不同元素的排列组合，或者调整彼此之间的距离，可以呈现许多神奇的物理特性，包括但不限于绝缘、铁电、反铁磁、巨磁效应等。钙钛矿作为最具潜力的新型材料，可作为太阳能电池的吸收层，其具有众多优异的光电特性，如可调节的带隙、高吸光系数、低激子束缚能、高载流子迁移率、高缺陷容忍度等。同时，钙钛矿制备工艺简单，可实现半透明、超轻、超薄、柔性等效果。此外，钙钛矿原材料来源广泛且含量丰富。这些优势都让钙钛矿太阳能电池成为颠覆晶硅和薄膜太阳能电池的新一代技术。

2、目前大多是采用溶液法制备钙钛矿层，即将配置好的钙钛矿粉末加入溶剂，制成钙钛矿前驱体溶液，利用旋涂、狭缝、刮涂或微凹等涂布技术将钙钛矿前驱体溶液均匀涂覆在基底表面，形成液膜，然后滴加反溶剂、风刀或vcd(vacuum concentrate drying，真空干燥浓缩)，使溶剂快速挥发，最后进行高温退火形成多晶钙钛矿薄膜。因刮涂和狭缝涂布技术制备过程比较简单、快速、成本低、可大面积制备等优点，在钙钛矿领域逐渐成为比较重要的涂布技术。

3、如图1和2所示，现有的涂布装置主要包括大理石基台、刮刀或狭缝涂布头、以及刮刀支撑架，在涂布过程中刮涂或狭缝涂布是从起始位置匀速涂布到末端结束位置的，而随着涂布面积的增大，从起始位置到末端结束位置全部涂布完成所需时间比较长，这会导致在涂布起始位置时，样品基底其他区域处于等待状态，此时环境中的灰尘容易落到样品基底表面，导致样品基底表面局部不浸润，涂布完成后局部位置形成孔洞，最终影响钙钛矿电池器件的性能。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种钙钛矿薄膜涂布装置，其能够在涂布过程中及时去除样品基底表面的灰尘，减少电池器件制备过程对环境洁净度的依赖，从而提高成品器件的性能。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：一种钙钛矿薄膜涂布装置，包括：

3、基台，用于放置基底；

4、涂布机构，设于所述基台上方；

5、支撑架，用于支撑固定所述涂布机构；

6、前处理机构，用于对待涂覆的基底进行前处理；该前处理机构位于所述涂布机构前进方向上并与所述涂布机构不接触，前处理机构通过一支架与所述支撑架连接；所述前处理机构底部开设有一唇口，该唇口的开口正对所述基台的上表面；所述前处理机构通过该唇口对待涂布的基底表面进行前处理；

7、所述前处理机构与所述涂布机构在涂布过程中同步进行匀速运动。

8、相比于现有技术，本实用新型提供的钙钛矿薄膜涂布装置通过增设了前处理机构，可以在涂布过程中实时对待涂覆的样品基底表面进行前处理，及时去除等待涂布过程中掉落在样品表面的灰尘，从而避免涂布完成后样品薄膜局部形成孔洞，确保钙钛矿薄膜的质量，有效提升后续制得的钙钛矿电池器件的性能，同时也降低了电池器件制备过程中对环境洁净度的依赖。

9、优选的，所述前处理机构还设有与所述唇口连通的缓冲仓、与所述缓冲仓连通的接口以及抽气装置；所述接口用于与所述抽气装置连通。通过抽气装置在涂布过程实时吸附样品基底表面的灰尘，缓冲仓可以暂时容纳从唇口处抽走的灰尘，避免灰尘回落到基底表面。

10、优选的，所述支架为伸缩支架；所述前处理机构与所述涂布机构的间距为1～50cm。伸缩支架可以通过伸缩调整前处理机构与涂布机构之间的距离，根据制备环境的洁净度进行适当调整以确保前处理机构的除尘效果满足要求。

11、优选的，所述抽气装置为机械泵。

12、优选的，所述唇口的开口宽度为5～1000μm。

13、优选的，所述前处理机构与所述涂布机构之间还设有一挡板，该挡板与所述支架连接，且所述挡板与所述涂布机构、所述前处理机构均不接触。通过设置该挡板，可以减少前处理机构产生的气流对涂布形成的液膜的扰动，进一步优化涂布效果。

14、优选的，所述挡板与所述前处理机构的间距为1～10cm。

15、在其他实施方式中，所述前处理机构还设有一与所述唇口连接的等离子体发生器。等离子发生器产生的等离子体通过唇口打到基底表面，不仅可以清除基底表面的有机物和灰尘，还可以增加样品基底表面的浸润性，进一步提升涂布效果。

16、在其他实施方式中，所述前处理机构还设有一与所述唇口连接的电晕发生器。高频高压从电晕发生器产生并通过唇口打到基底表面，不仅可以清除基底表面的有机物和灰尘等杂质，还可以增加样品基底表面的浸润性，进一步提升涂布效果。

17、进一步地，上述涂布机构可以是刮刀也可以是狭缝涂布头。

18、相比于现有技术，本实用新型提供的钙钛矿薄膜涂布装置通过前处理机构的设置有效降低了对制备环境洁净度的依赖，涂布过程中前处理装置随着涂布机构同步均匀运动，及时对样品基底表面可能存在的灰尘进行清除，确保涂布时基底表面的浸润性，从而避免涂布得到的薄膜局部孔洞的产生，有效提高最终制得的钙钛矿电池器件的良品率。

技术特征：

1.一种钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述前处理机构还设有与所述唇口连通的缓冲仓、与所述缓冲仓连通的接口以及抽气装置；所述接口用于与所述抽气装置连通。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述支架为伸缩支架；所述前处理机构与所述涂布机构的间距为1～50cm。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述抽气装置为机械泵。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述唇口的开口宽度为5～1000μm。

6.根据权利要求2～5任一项所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述前处理机构与所述涂布机构之间还设有一挡板，该挡板与所述支架连接，且所述挡板与所述涂布机构、所述前处理机构均不接触。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述挡板与所述前处理机构的间距为1～10cm。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述前处理机构还设有一与所述唇口连接的等离子体发生器。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述前处理机构还设有一与所述唇口连接的电晕发生器。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜涂布装置，其特征在于，所述涂布机构为刮刀或狭缝涂布头。

技术总结本技术提供了一种钙钛矿薄膜涂布装置，包括基台、涂布机构、支撑架和前处理机构。基台用于放置基底，涂布机构设于基台上方，可以是刮刀或者是狭缝涂布头；支撑架用于制成固定涂布机构。前处理机构用于对待涂覆的基底进行前处理；该前处理机构位于涂布机构前进方向上并与涂布机构不接触，并通过一支架与支撑架连接；前处理机构底部开设有一唇口，该唇口的开口正对基台的上表面；前处理机构通过该唇口对待涂布的基底表面进行前处理；前处理机构与涂布机构在涂布过程中同步进行匀速运动。本技术提供的钙钛矿薄膜涂布装置能够在涂布过程中及时去除样品基底表面的灰尘，减少电池器件制备过程对环境洁净度的依赖，从而提高成品器件的性能。技术研发人员：包征,杨晓宇,涂用广,叶冯俊受保护的技术使用者：北京烁威光电科技有限公司技术研发日：20231229技术公布日：2024/8/27