制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备的制作方法

本技术涉及太阳电池，具体涉及一种制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备。

背景技术：

1、太阳能是一种取之不尽、用之不竭的新型清洁能源，钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池，自2009年以来取得快速发展，实验室小尺寸钙钛矿太阳电池的效率已经达到25.6％。由于钙钛矿新型太阳能电池对可见光吸收高、成膜工艺简单、光电转换效率提升快而受到全世界的关注。

2、钙钛矿太阳能电池由于其不断刷新的转换效率而收到大量的关注，产业化的研究也在不断的进行。光伏钙钛矿材料的结构通式可写为abx3，其中a位为带正电的有机基团(如甲胺基团、甲脒基团)或阳离子(如铯离子、铷离子等)，b位为铅或锡离子，x位为卤素离子(如氯、溴、碘等离子)。大体而言，钙钛矿电池可分为5层，包括上电极层、上电性传输层、钙钛矿吸光层、下电性传输层以及下电极层。

3、钙钛矿太阳能光伏组件的核心结构是钙钛矿吸收层，而钙钛矿膜层本身比较敏感，容易被损伤。所以用低损伤方法在钙钛矿膜层上制备电子传输层(etl)至关重要，传统设备都是不同材料用不同设备分别制备，这样容易造成膜层的污染及其他损伤，而且成本也较高。如现有技术一般用反应式等离子沉积(rpd)制备etl，然后再用溅射设备制备透明导电电极。etl和透明导电电极材料相似，均为氧化物薄膜，用两台设备制备增加了产线成本；而且制备完etl后要破空，在大气环境中容易造成粉尘污染及其他损伤，对钙钛矿组件不利。rpd设备价格昂贵，且设备稳定性较差，制备的薄膜重复性不好，薄膜厚度均匀性较差。

技术实现思路

1、本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出一种制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备。该设备采用原子层沉积技术在钙钛矿层上依次沉积电子传输层和透明导电电极，显著降低了钙钛矿膜层的损伤，同时该设备将现有的电子传输层和透明导电电极两道制备工序合并在一台组合设备中完成，降低了产线设备成本，且在不破真空的条件下，实现了电子传输层和透明导电电极的制备，进一步提升了电池性能。

2、本实用新型的一个方面，本实用新型公开了一种制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备。根据本实用新型的实施例，该设备包括依次相连的多个真空腔室，相连的两个所述真空腔室之间设有阀门，所述真空腔室包括依次相连的预热腔、电子传输层沉积腔和透明导电电极沉积腔；

3、所述预热腔设有基片入口，所述预热腔内设有加热组件，所述电子传输层沉积腔内设有第一原子层沉积组件和第一保温组件，所述透明导电电极沉积腔内设有第二原子层沉积组件和第二保温组件，所述透明导电电极沉积腔设有基片出口；

4、所述预热腔、所述电子传输层沉积腔和所述透明导电电极沉积腔内设有传输组件和抽真空组件。

5、根据本实用新型上述实施例的制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备，包括依次相连的多个真空腔室，相连的两个真空腔室之间设有阀门，真空腔室包括依次相连的预热腔、电子传输层沉积腔和透明导电电极沉积腔。预热腔、电子传输层沉积腔和透明导电电极沉积腔内设有传输组件和抽真空组件，预热腔设有基片入口，预热腔内设有加热组件，基片从基片入口进入预热腔后抽真空，通过加热组件进行预热。预热腔和电子传输层沉积腔相连处设有阀门，预热完成的基片通过传输组件从预热腔经过阀门进入已经抽真空的电子传输层沉积腔内。电子传输层沉积腔内设有第一原子层沉积组件和第一保温组件，第一保温组件使基片保持合适的温度，第一原子层沉积组件在基片上进行电子传输层沉积。电子传输层沉积腔和透明导电电极沉积腔相连处设有阀门，电子传输层沉积完后基片在传输组件的作用下进入已抽真空的透明导电电极沉积腔。透明导电电极沉积腔内设有第二原子层沉积组件和第二保温组件，第二保温组件使基片保持合适的温度，第二原子层沉积组件在基片上进行透明导电电极的沉积，透明导电电极沉积腔设有基片出口，沉积完后，基片从基片出口移出。由此，该设备采用原子层沉积技术在钙钛矿层上依次沉积电子传输层和透明导电电极，显著降低了钙钛矿膜层的损伤，同时该设备将现有的电子传输层和透明导电电极两道制备工序合并在一台组合设备中完成，降低了产线设备成本，且在不破真空的条件下，实现了电子传输层和透明导电电极的制备，进一步提升了电池性能。

6、另外，根据本实用新型上述实施例的制备电子传输层和透明导电电极复合膜层的设备还可以具有如下技术特征：

7、在本实用新型的一些实施例中，还包括设置在所述透明导电电极沉积腔出料端的过渡腔，所述过渡腔与所述透明导电电极沉积腔相连，且相连处设有所述阀门，所述过渡腔设有所述基片出口，所述过渡腔内设有所述传输组件和所述抽真空组件。由此，可以保证透明导电电极沉积腔不破空。

8、在本实用新型的一些实施例中，所述加热组件设置在基片的上方和/或下方，所述加热组件包括加热管和均热板，所述均热板间距于所述传输组件的传送面设置，所述均热板位于所述传输组件与所述加热管之间，且所述均热板为非透光导热材料，所述均热板遮挡所述加热管朝向基片出射的光线。

9、在本实用新型的一些实施例中，第一原子层沉积组件包括第一布气板，所述第一布气板上设有狭缝，所述第一布气板位于所述基片上方。由此，实现电子传输层的沉积。

10、在本实用新型的一些实施例中，第二原子层沉积组件包括第二布气板，所述第二布气板上设有狭缝，所述第二布气板位于所述基片上方。由此，可以实现透明导电电极的沉积。

11、在本实用新型的一些实施例中，所述第一保温组件和所述第二保温组件独立地包括保温板，所述保温板位于所述基片下方，且基片在所述真空腔内沉积薄膜时，所述基片始终导热接触于保温板。由此，可以对基片进行有效的保温。

12、在本实用新型的一些实施例中，所述传输组件包括若干沿传输方向布设的传输辊，所述保温板对应设置在传输辊之间。由此，可以对基片进行有效的保温。

13、在本实用新型的一些实施例中，还包括装载平台、卸载平台和载板，所述基片位于载板上一同进入所述真空腔室，所述载板在进入所述真空腔室前放置于所述装载平台上，所述载板从所述真空腔室移出后放置在所述卸载平台上。由此，便于基片的装载和卸载。

14、在本实用新型的一些实施例中，所述载板上设有多个在载板厚度方向上贯通的通孔，所述装载平台和所述卸载平台分别设有与所述通孔对应的多个升降柱，所述升降柱可穿透所述通孔并向上顶起所述基片。由此，便于基片的移动或抓取。

15、在本实用新型的一些实施例中，所述载板为非透光导热材料，所述通孔内活动设置有非透光的遮光柱芯，所述升降柱可顶升所述遮光柱芯向上顶起所述基片。由此，通过载板和遮光柱芯的遮光作用避免强光损伤钙钛矿膜层。

16、在本实用新型的一些实施例中，所述载板上的所述通孔呈t型，所述遮光柱芯为t型结构，所述遮光柱芯的上表面不高于所述载板的上表面，所述遮光柱芯的下表面不超出所述载板的下表面。由此，便于遮光柱芯的顶升以及下降复位。

17、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。