[发明专利]一种钙钛矿太阳电池自动化生产设备

说明书

本发明涉及钙钛矿太阳电池制备领域，公开一种钙钛矿太阳电池自动化生产设备，该设备包括第一超声喷涂装置、第二超声喷涂装置、电场处理装置、第三超声喷涂装置、丝网印刷装置以及传送装置；其中第一超声喷涂装置、第二超声喷涂装置、电场处理装置、第三超声喷涂装置和丝网印刷装置沿传动方向依次布置于传送装置之上。本发明结合比较成熟的喷涂技术、丝网印刷技术与变化电场处理技术，组成一整套可以在刚性导电基底上生产钙钛矿太阳电池的生产流水线，真正实现了变化电场处理钙钛矿器件的产业化制备流程，做到了放入是导电玻璃片，出来是成品钙钛矿器件的无缝衔接。

技术领域

本发明涉及钙钛矿太阳电池制备领域，尤其涉及一种电场处理钙钛矿太阳电池产业化的制备流程。

背景技术

最近10年，金属卤化物钙钛矿太阳电池(PSC)效率不断提高，已经接近目前产业化主流的晶硅太阳电池。然而，由于其本身有机无机杂化的特性，组成钙钛矿结构正八面体的间隙有机物，遇到高温、紫外、水氧等气氛容易发生分解，限制了其太阳电池的产业化应用。为了解决钙钛矿太阳电池稳定性问题，研究者们从内到外采用各种对器件的封装处理工艺。通过对钙钛矿吸收层的上下两层包裹，疏水性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进而形成夹层结构的疏水层，提高了钙钛矿吸收层的水氧耐受性。更有通过激光封装技术，对整个器件封闭式的外封装，进一步增大了其因接触外界水氧环境而降解的稳定性。通过界面工程一举两得同时增强了器件的效率与稳定性：有机大分子(Y6)用作钙钛矿器件的电子提取层来取代现有常用的非富勒烯有机小分子(PC₆₁BM)，可以更有效地提取钙钛矿层中的电子；还可以充分地利用Y6这种小分子可以吸收近红外(700-900nm)光的特性，扩宽了器件对整个太阳光谱利用率。然而以上方法是通过外界包覆来提高其稳定性。如何提高钙钛矿层自身的稳定性成为产业界亟待解决的难题。最近，沈文忠等人通过实验设计一种变化电场对钙钛矿薄膜处理方法(专利公开号：CN110518130A)，实现了对组成钙钛矿晶粒尺寸更好的调控，提高了钙钛矿自身器件的耐高温性与器件的稳定性。另外，在国内钙钛矿太阳电池产业界，利用卷对卷工艺印刷钙钛矿薄膜实现了产业化，然而这种工艺只能在柔性基底实现，不能应用于刚性的导电玻璃的产业化处理。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何实现了在刚性导电基底上制备钙钛矿器件的自动化、产业化。

为实现上述目的，本发明提供了一种钙钛矿太阳电池自动化生产设备，所述设备包括第一超声喷涂装置，第二超声喷涂装置，电场处理装置，第三超声喷涂装置，丝网印刷装置以及传送装置；所述第一超声喷涂装置，所述第二超声喷涂装置，所述电场处理装置，所述第三超声喷涂装置，所述丝网印刷装置沿传动方向依次布置于所述传送装置之上。

进一步地，所述第一超声喷涂装置、第二超声喷涂装置、第三超声喷涂装置都包括超声喷涂控制端、物料管和喷嘴，所述喷嘴通过所述物料管连接所述超声喷涂控制端。

进一步地，所述电场处理装置包括电刷或导电探针、上电极板和电压放大器，所述电刷或导电探针通过导线连接所述电压放大器的阳极，所述上电极板通过导线连接所述电压放大器的阴极。

进一步地，所述电场处理装置还包括一光学放大镜。

进一步地，所述丝网印刷装置包括丝网印刷控制端、物料管和刮刀，所述刮刀通过所述物料管连接丝网印刷控制端。

进一步地，所述传送装置采用中空的陶瓷圆筒，所述陶瓷圆筒包括内腔体和外腔体，所述内腔体用来填充水形成水冷循环系统，所述外腔体为内置加热电阻丝的陶瓷片。

进一步地，所述陶瓷圆筒两端安装伺服电机，由滚动系统来控制所述伺服电机进而带动所述陶瓷圆筒的转动。

本发明还提供了一种钙钛矿太阳电池的制备方法，所述制备方法包括：

步骤1、导电玻璃层处理：