[发明专利]大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置及涂布方法

说明书

本发明的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置及涂布方法，所述涂布装置包括：底座；涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；距离传感器，设置于所述涂布头的两端；其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。利用这种涂布设备，对比常用的方式，本发明可以提高大面积厚基板上成膜均一性，参数稳定可控。

技术领域

本发明涉及一种新型涂布装置及涂布方法，具体涉及一种大面积钙钛矿太阳能电池领域中在基板厚度误差容忍性较高的表面上涂布溶液形成薄膜的装置及方法。

背景技术

在过去几年里，钙钛矿太阳能电池因其突出的优点而发展迅速，钙钛矿太阳能电池制作简单、成本较低，可制备柔性、透明电池。同时，其还具有较为适宜的带隙宽度，可通过改变其带隙来控制电池的颜色，制备彩色电池。再者，其电荷扩散长度高达微米级，电荷寿命较长。另外，其独特的缺陷特性，使钙钛矿晶体材料既可呈现n型半导体的性质，也可呈现p型半导体的性质，因而其应用更加多样化。因此，钙钛矿太阳能电池及相关材料已成为光伏领域研究方向，目前获得了超过25%的光电转换效率，能大幅降低太阳能电池的使用成本，应用前景十分广阔。

钙钛矿太阳能电池主要由空穴阻挡层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极组成。

目前普遍认为，钙钛矿电池各层的薄膜质量是整个电池的关键，其平整和致密直接影响其电子迁移率、电子寿命和光电转换性能，制作工艺的重要性可想而知。

目前主流的大面积电池涂布装置主要是非接触式涂布，例：专利文献1狭缝涂布、专利文献2棒涂布。目前涂布装置中，几乎都采用大理石等硬质平台，保证平台水平度以及设备工作时稳定性，但是钙钛矿电池目前还没有完全柔性化，大部分基底采用的仍是刚性基底，例如导电玻璃。导电玻璃厚度的加工精度虽然很高，可以达到±0.05毫米，但是对于纳米级厚度的钙钛矿吸各层薄膜來說，这个误差非常大。非接触式涂布对薄膜厚度影响因素主要在于：1涂布速度，2涂布液量、3涂布头与基板的间隙。涂布前进行间隙调整，可以保证局部地间隙可控，但大理石平台的平整度却弥补不了刚性基底的加工误差，无法保证大面积涂布时，涂布头与基底之间的间隙处处相等；而且基于大理石平台的涂布，进行图案化涂布，难以自动精准对齐基底和涂布头。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：中国专利公开CN108816641A；

专利文献2：中国专利公开CN108580174A。

发明内容

发明要解决的问题：

鉴于以上存在的问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动调整涂布间隙以及涂布位置的涂布装置。

解决问题的手段：

为了解决上述技术问题，本发明的大面积钙钛矿太阳能电池组件用薄膜的涂布装置，包括：

底座；

涂布平台，安装于所述底座上，所述涂布平台的上表面供固定钙钛矿太阳能电池组件的基板；

涂布头，可沿涂布方向移动地安装于所述底座上，且所述涂布头沿垂直于涂布方向设置，所述涂布头位于所述涂布平台的上方，供在所述基板的表面涂布用以形成薄膜的溶液；

距离传感器，设置于所述涂布头的两端；

其中，所述涂布头和所述基板之间的局部间距连续可调。