[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池组件智能自动化生产系统

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池组件智能自动化生产系统，包括传输机构和依次沿传输机构的输送轨迹布置的第一真空等离子清洗机、激光刻蚀机、视觉缺陷在线检测装置、氧化镍火焰热喷涂装置、红外退火装置、第二真空等离子清洗机、钙钛矿狭缝涂布装置、红外快速退火仪、热蒸发装置、电池组件自动涂胶装置、电池组件层压封装装置、组件缺陷检测全自动测试装置。本发明的生产效率更高，良品率大幅提高；采用狭缝涂布装置能够智能自动设计钙钛矿薄膜的连续印刷，可以进一步应用于柔性器件的开发；还采用反式结构，能实现连续一次性大面积制备；背部采用传统金属银电极光反射性能好，可有效加强光吸收，达到同等电流强度所需要的钙钛矿光吸收层更薄。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池组件智能自动化生产系统，属于电池生产线技术领域。

背景技术

钙钛矿是一类具有特定晶体结构的材料，对太阳能电池的制造而言，这种结构具有天然优势：较高的电荷载体迁移率和较好的光线扩散性能，使光电转换过程中的能量损失极低。钙钛矿结构中的有机-金属卤化物光吸收体具有良好的光吸收、光电转换特性以及优异的光生载流子输运特性，其电子与空穴扩散长度均可超过1000nm，光电转换特性优异。钙钛矿太阳能电池目前已经达到了26.7％转化率，与长期发展的多晶硅电池、铜铟镓硒电池和碲化镉电池相比，效率更高，而且仍然具有进一步提升的空间，是最具有发展潜力的第三代太阳能电池。

成熟的钙钛矿太阳能电池技术的发展可以替代现有的晶硅太阳能电池，而其特有的柔性更拓宽了电池的应用领域。以简单的钙钛矿太阳能电池发电薄膜为例，可以广泛地用于手机、电脑、野外设备中作为移动补充电源，代替目前的太阳贴膜用于汽车中作为移动发电电源，以及代替建筑用玻璃贴膜作为建筑光伏使用。

目前，钙钛矿太阳能电池仍以科学研究为主，国内的研究与产业化推进几乎与国外同步展开，并取得了显著进步。国内很多团队的研究水平达到国际先进水平，太阳能电池的效率超过20％。甚至某些研究方向居于国际领先，比如，具有更好热稳定性的全无机钙钛矿太阳能电池，国内多个团队实现光电转换效率12％以上，然而，对比国内外的发展趋势，我们可以看到有明显的不同。国外的研究团队注重于生产工艺的改进、新型原材料的开发，为了早日实现钙钛矿太阳能电池的商业化生产，学者和企业大多致力于优化生产工艺，提高产品一致性；开发新型空穴传输材料，降低成本；研究先进的硅基叠层太阳能电池技术，生产高效的串联太阳能电池；在提高转换效率的同时，延长钙钛矿电池的使用寿命；同时，国外相关企业的研究也更注重于实现钙钛矿太阳能电池的工业生产，甚至不惜小幅度地牺牲转换效率以提升电池的综合性能。相对而言，我国对于钙钛矿太阳能电池的研究主要集中于电池转换效率的提升和电池组件有效面积的扩大，而对于电池商业化生产急需解决的成本、工艺、寿命等问题关注较少，这也是我国钙钛矿太阳能电池产业较少发展较慢的主要原因。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种准确性高的钙钛矿太阳能电池组件智能自动化生产系统。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种钙钛矿太阳能电池组件智能自动化生产系统，包括：

第一真空等离子清洗机，使用FTO导电玻璃作为衬底，将衬底用真空等离子体清洗机清水处理5-10分钟；

激光刻蚀机，对清洗完成的衬底进行激光刻蚀，并为每块衬底进行序列号标记，以便实时跟踪和检测每块衬底的信息；

视觉缺陷在线检测装置，检测刻蚀划线后衬底的缺陷以及刻蚀精度是否合格；

氧化镍火焰热喷涂装置，通过多功能喷嘴将Mg掺杂硝酸镍水溶液喷涂在加热的衬底上；

红外退火装置，对喷涂后的衬底采用红外热退火5分钟，使得衬底上形成氧化镍传输层；

第二真空等离子清洗机，对氧化镍传输层的表面真空等离子清洗15分钟，为钙钛矿层的沉积打好基础；