[实用新型]含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备及其钙钛矿电池

说明书

本实用新型涉及一种含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备，包括涂布模头、模头升降台、涂布平台、传送装置以及后处理装置，涂布模头设置在模头升降台上，待涂布的基底放置在涂布平台上，涂布模头以及后处理装置设置在涂布平台的上方，待涂布的基底被涂布模头涂布后被传送装置输送到后处理装置处进行后处理，在传送装置的驱动下，模头升降台与涂布平台之间产生相对移动；涂布模头通过导管与注射泵接通，注射泵通过管路与原料瓶接通，在原料瓶中盛装有含有表面活性剂的钙钛矿溶液。本实用新型还公开使用该涂布设备制备钙钛矿电池。本实用新型提高涂膜的覆盖率和涂膜表面的平整度，得到膜厚分布更加均匀的钙钛矿薄膜。

技术领域

本实用新型属于钙钛矿太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备及其钙钛矿电池。

背景技术

目前大面积制备钙钛矿太阳能电池的主要有喷涂法、刮涂法、狭缝式涂布、油墨印刷法和喷墨打印法等等。狭缝式涂布（Slot Die Coating）是工业化大面积制备钙钛矿太阳能电池的最为简便的方法之一，具有制备工艺周期短、原料节省、工艺操作简单等优点。但传统的狭缝式涂布制备钙钛矿太阳能电池具有存在较多的孔洞和薄膜膜厚严重不均等缺陷，严重制约着狭缝式涂布用于钙钛矿电池的大面积制备和商业化应用。

在公开号为CN104465994A、专利名称为一种基于全涂布工艺的钙钛矿太阳能电池的制备方法的中国专利中公开了采用狭缝式涂布方法制备钙钛矿太阳能电池，如该专利所述其涂布膜厚后采用自然干燥或低温烘干得到钙钛矿层。由于钙钛矿前躯体溶液的吸水性和溶液的极快成核结晶速度导致在低温和无快速空气对流的环境下容易造成钙钛矿成膜时膜面出现疏松的孔洞和点颗粒等缺陷，严重影响薄膜质量和钙钛矿太阳能电池的效率。

如图1所示，是现有的钙钛矿溶液涂布后的电池各层截面的示意图，其中，101是基底，在导电层101上制备了亲油性的电子/空穴传输层102-2，亲油性的电子/空穴传输层102-2采用如聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)（P3HT）中任意一项原料制成。106是钙钛矿溶液的涂布层。正常涂布情况下，钙钛矿溶液是亲水性，对亲油性的电子/空穴传输层难以浸润，无法铺平电子/空穴传输层表面，钙钛矿溶液涂布后容易产生很多缩口。若在较高的制备温度下，例如：100-180℃，就很容易产生很多的针孔，不仅严重影响钙钛矿电池的质量，而且也降低钙钛矿电池的转换效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备及其钙钛矿电池，提高涂膜的覆盖率和涂膜表面的平整度，得到膜厚分布更加均匀的钙钛矿薄膜。

本实用新型是这样实现的，提供一种含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备，包括涂布模头、模头升降台、涂布平台、传送装置以及后处理装置，所述涂布模头设置在模头升降台上，所述涂布模头以及后处理装置相互分开且分别设置在涂布平台的上方，放置在涂布平台上的待涂布的基底被涂布模头涂布后被传送装置输送到后处理装置处进行后处理，在所述传送装置的驱动下，所述模头升降台与涂布平台之间产生相对移动，所述模头升降台调节涂布模头与待涂布的基底之间的高度；所述涂布模头通过导管与注射泵接通，所述注射泵通过管路与原料瓶接通，在所述原料瓶中盛装有含有表面活性剂的钙钛矿溶液。

本实用新型是这样实现的，提供一种钙钛矿电池，包括钙钛矿薄膜层，所述钙钛矿薄膜层采用如前所述的含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备来制备的。

与现有技术相比，本实用新型的含有表面活性剂的钙钛矿溶液的涂布设备及其钙钛矿电池，在狭缝式涂布钙钛矿溶液中添加表面活性剂，有利于减少钙钛矿溶液与基底的传输层表面浸润不好造成的缩孔、溶液挥发过快造成的针孔、涂布溶液分布不均造成的薄膜厚度严重不均等缺陷；提高涂膜的覆盖率和涂膜表面的平整度，得到膜厚分布更加均匀的钙钛矿薄膜层，从而提高钙钛矿太阳能电池的效率。本实用新型的涂布设备不仅应用于钙钛矿太阳能电池技术领域，还广泛地应用于有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池技术领域。