CN109920919A - 一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池生产技术领域,具体地说是一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,包括前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置,所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内均设有柔性沉积轨道系统、刚性沉积轨道系统和多个腔室,柔性衬底通过所述柔性沉积轨道系统带动在各个腔室间移动,刚性衬底通过所述刚性沉积轨道系统带动在各个腔室间移动;所述前溅射装置用于ITO溅射沉积和TiO2溅射沉积,所述蒸发装置用于CH3NH3PbI热蒸发沉积和PbCl3热蒸发沉积,所述后溅射装置用于NiO电极溅射沉积和Au电极溅射沉积。本发明根据钙钛矿的基本结构,将系统设计为溅射沉积‑蒸发沉积‑溅射沉积的真空法沉积模式,极大改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产技术领域,具体地说是一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统。
背景技术
太阳能是取之不尽,用之不竭的清洁能源,如何提高太阳能利用率是当前科学研究的重点之一。钙钛矿电池作为新兴太阳能电池,经过短短十多年的发展,其效率已经逼近晶体硅太阳能电池,对太阳能的利用率为世人瞩目。但现有技术中,钙钛矿太阳能电池更多的还仅仅局限于实验室的研究,一方面由于稳定性的原因,另一方面是由于生产设备和方法的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,根据钙钛矿的基本结构,将系统设计为溅射沉积-蒸发沉积-溅射沉积的模式,极大改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,包括前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置,所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内均设有柔性沉积轨道系统、刚性沉积轨道系统和多个腔室,柔性衬底通过所述柔性沉积轨道系统带动在各个腔室间移动,刚性衬底通过所述刚性沉积轨道系统带动在各个腔室间移动;所述前溅射装置内设有进行ITO溅射沉积的第一前沉积室和进行ITO溅射沉积的第一后沉积室,所述蒸发装置内设有进行CH3NH3PbI热蒸发沉积的第二前沉积室、进行PbCl3热蒸发沉积的第二后沉积室和进行退火成膜的第二后过渡室,所述后溅射装置内设有进行NiO电极溅射沉积的第三前沉积室和进行Au电极溅射沉积的第三后沉积室。
所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内的柔性沉积轨道系统结构相同,均包括前保护膜滚轮、放料滚轮、前张力滚轮、前转向滚轮、后转向滚轮、后张力滚轮、后保护膜滚轮和收料滚轮,柔性衬底一端缠绕在所述放料滚轮上,另一端依次绕过前张力滚轮、前转向滚轮、后转向滚轮、后张力滚轮后缠绕在收料滚轮上,在所述放料滚轮下侧设有前保护膜滚轮,在收料滚轮下侧设有后保护膜滚轮。
所述前溅射装置包括第一上料室、第一前过渡室、第一前沉积室、第一后沉积室、第一后过渡室和第一下料室,其中第一上料室中设有前保护膜滚轮、放料滚轮和前张力滚轮,在所述前保护膜滚轮和前张力滚轮之间设有第一离子源,第一前过渡室内以及第一前沉积室输入端分别设有一个前转向滚轮,在第一前沉积室内设有用于ITO溅射沉积的第一前溅射组件和加热器,在第一后沉积室内设有用于TiO2的溅射沉积的第一后溅射组件和加热器,在第一后沉积室输出端以及第一后过渡室内分别设有一个后转向滚轮,在第一下料室内设有后保护膜滚轮和收料滚轮,刚性沉积轨道系统水平穿过前溅射装置内的各个腔室。
所述蒸发装置包括第二上料室、第二前过渡室、第二前沉积室、第二后沉积室、第二后过渡室和第二下料室,其中第二上料室中设有前保护膜滚轮、放料滚轮和前张力滚轮,在所述前保护膜滚轮和前张力滚轮之间设有第二离子源,第二前过渡室内以及第二前沉积室输入端分别设有一个前转向滚轮,在第二前沉积室内设有用于CH3NH3PbI热蒸发沉积的第二前蒸发组件和加热器,在第二后沉积室内设有用于PbCl3热蒸发沉积的第二后蒸发组件和加热器,在第二后沉积室输出端以及第二后过渡室内分别设有一个后转向滚轮,另外在第二后过渡室内上侧设有加热器,在第二下料室内设有后保护膜滚轮和收料滚轮,刚性沉积轨道系统水平穿过蒸发装置内的各个腔室。
所述后溅射装置包括第三上料室、第三前过渡室、第三前沉积室、第三后沉积室、第三后过渡室和第三下料室,其中第三上料室中设有前保护膜滚轮、放料滚轮和前张力滚轮,在所述前保护膜滚轮和前张力滚轮之间设有第三离子源,第三前过渡室内以及第三前沉积室输入端分别设有一个前转向滚轮,在第三前沉积室内设有用于NiO电极溅射沉积的第三前溅射组件和加热器,在第三后沉积室内设有用于Au电极溅射沉积的第三后溅射组件和加热器,在第三后沉积室输出端以及第三后过渡室内分别设有一个后转向滚轮,在第三下料室内设有后保护膜滚轮和收料滚轮,刚性沉积轨道系统水平穿过后溅射装置内的各个腔室。
所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内的刚性沉积轨道系统依次衔接,所述前溅射装置内的收料滚轮和蒸发装置内的放料滚轮通过柔性衬底连接,所述蒸发装置内的收料滚轮和后溅射装置的放料滚轮通过柔性衬底连接。
所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内的刚性沉积轨道系统结构相同,均包括驱动电机、驱动轴、主动链轮、传动组件和辊轮轨道,所述驱动轴通过所述驱动电机驱动转动,在所述驱动轴两端分别设有一个主动链轮,两组辊轮轨道分设于装置内两侧,且所述两组辊轮轨道分别通过不同的主动链轮驱动旋转并带动刚性衬底移动,所述主动链轮通过传动组件传递转矩。
所述前溅射装置、蒸发装置和后溅射装置内的各个腔室之间采用气帘进行密闭,在相邻腔室之间均设有气帘阀门通道组件,在各个装置外均设有真空泵组。
所述气帘阀门通道组件包括压力传感器、刚性衬底传输阀门、柔性衬底传输阀门和快抽通道,所述刚性衬底传输阀门和柔性衬底传输阀门均安装在相邻腔室之间的隔板上,所述刚性衬底传输阀门通过刚性衬底触碰压力传感器控制打开,柔性衬底传输阀门下侧设有快抽通道,所述快抽通道与真空泵组相连。
所述柔性衬底传输阀门包括阀门体和阀门座,在阀门座内设有柔性衬底传输通道,且所述柔性衬底传输通道上下侧均设有惰性气体通道,柔性衬底传输通道输出端设有阀门体。
本发明的优点与积极效果为:
1、本发明根据钙钛矿的基本结构,将系统设计为溅射-蒸镀-溅射的模式,极大改善了钙钛矿太阳能电池的稳定性。
2、本发明设有柔性沉积轨道和刚性沉积轨道两套系统,方便制备不同类型的电池芯片。
3、本发明各个装置既可以组合使用,也可以分别拆开独立使用,使用灵活方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图,
图2为图1中前溅射装置的结构示意图,
图3为图1中蒸发装置的结构示意图,
图4为图1中后溅射装置的结构示意图,
图5为图2、图3、图4中的刚性沉积轨道系统结构示意图,
图6为图2、图3、图4中的溅射组件结构示意图,
图7为图2、图3、图4中的气帘阀门组件结构示意图。
图8为图7中柔性衬底传输口的放大示意图。
其中,1为前溅射装置,11为第一上料室,12为第一前过渡室,13为第一前沉积室,14为第一后沉积室,15为第一后过渡室,16为第一下料室,17为第一前溅射组件,18为第一后溅射组件,19为第一离子源;2为蒸发装置,21为第二上料室,22为第二前过渡室,23为第二前沉积室,24为第二后沉积室,25为第二后过渡室,26为第二下料室,27为第二前蒸发组件,28为第二后蒸发组件,29为第二离子源;3为后溅射装置,31为第三上料室,32为第三前过渡室,33为第三前沉积室,34为第三后沉积室,35为第三后过渡室,36为第三下料室,37为第三前溅射组件,38为第三后溅射组件,39为第三离子源;4为柔性沉积轨道系统,401为前保护膜滚轮,402为放料滚轮,403为前张力滚轮,404为前转向滚轮,405为后转向滚轮,406为后张力滚轮,407为后保护膜滚轮,408为收料滚轮;5为刚性沉积轨道系统,501为驱动电机,502为驱动轴,503为主动链轮,504为链条,505为传动轴,506为刚性衬底,507为辊轮轨道;6为加热器;7为气帘阀门通道组件,701为压力传感器,702为刚性衬底传输口,703为刚性衬底传输阀门,704为柔性衬底传输阀门,7041为惰性气体通道,7042为阀门体,705为快抽通道,8为真空泵组,9为晶振探头,10为挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示,本发明包括依次连接的前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3,各室的组装顺序按照钙钛矿太阳能电池的结构排列,其中前溅射装置1进行ITO和TiO2的溅射沉积,蒸发装置2进行CH3NH3PbI和PbCl3的热蒸发和退火成膜;后溅射装置3进行NiO和Au电极溅射沉积。各室之间依靠法兰接口连接,且法兰接口内设有O型密封圈密封。各室可分开独自运行,独自运行时两侧用盖板密封。
如图2~8所示,所述前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3内均设有柔性沉积轨道系统4、刚性沉积轨道系统5和多个腔室,柔性沉积轨道系统4主体设置于刚性沉积轨道系统5下侧,且用于柔性薄膜电池芯片制备的柔性衬底通过所述柔性沉积轨道系统4带动在各个腔室间移动,用于刚性电池芯片制备的刚性衬底506通过所述刚性沉积轨道系统5带动在各个腔室内移动,另外每个腔室均设有可以在侧面打开侧门,在侧门上安装有观察窗,用来观察内部镀膜情况。所述前溅射装置1内设有进行ITO溅射沉积的第一前沉积室13和进行ITO溅射沉积的第一后沉积室14,所述蒸发装置2内设有进行CH3NH3PbI热蒸发沉积的第二前沉积室23、进行PbCl3热蒸发沉积的第二后沉积室24和进行退火成膜的第二后过渡室25,所述后溅射装置3内设有进行NiO电极溅射沉积的第三前沉积室33和进行Au电极溅射沉积的第三后沉积室34。
如图2~4所示,所述前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3内的柔性沉积轨道系统4结构相同,均包括前保护膜滚轮401、放料滚轮402、前张力滚轮403、前转向滚轮404、后转向滚轮405、后张力滚轮406、后保护膜滚轮407和收料滚轮408,柔性衬底一端缠绕在所述放料滚轮402上,另一端依次绕过前张力滚轮403、前转向滚轮404、后转向滚轮405、后张力滚轮406后缠绕在收料滚轮408上,所述收料滚轮408为主动轮并通过电机驱动旋转,在所述放料滚轮402下侧设有前保护膜滚轮401,附着在柔性衬底表面的保护膜一端缠绕在所述前保护膜滚轮401上,通过所述前保护膜滚轮401转动将柔性衬底表面的保护膜去掉,在收料滚轮408下侧设有后保护膜滚轮407,保护膜缠绕在所述后保护膜滚轮407上且一端绕在收料滚轮408上,后保护膜滚轮407提供保护膜,并随着收料滚轮408转动将保护膜贴在加工后的柔性衬底上。
所述放料滚轮402装有传感器用于测试转动圈数,当柔性衬底快要转完时控制系统会进行提示,前张力滚轮403和后张力滚轮406通过测试张力大小调节柔性衬底张力,保证柔性衬底绷紧,各个转向滚轮实现柔性衬底转向。
如图5所示,所述前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3内的刚性沉积轨道系统5结构相同,均包括驱动电机501、驱动轴502、主动链轮503、传动组件和辊轮轨道507,所述驱动轴502通过所述驱动电机501驱动转动,在所述驱动轴502两端分别设有一个主动链轮503,两组辊轮轨道507分设于装置内两侧,且所述两组辊轮轨道507分别通过不同的主动链轮503驱动旋转并带动刚性衬底506移动,所述主动链轮503通过传动组件传递转矩。
如图5所示,所述传动组件包括链条504和传动轴505,所述传动轴505一端设有从动链轮,所述从动链轮通过所述链条504与主动链轮503相连,所述传动轴505另一端与辊轮轨道507上的主动轮同轴固连,所述传动轴505伸入至装置内的一端采用带有磁流体密封的轴承。
如图2所示,所述前溅射装置1包括第一上料室11、第一前过渡室12、第一前沉积室13、第一后沉积室14、第一后过渡室15和第一下料室16,其中第一上料室11中设有前保护膜滚轮401、放料滚轮402和前张力滚轮403,另外在第一上料室11内,在所述前保护膜滚轮401和前张力滚轮403之间设有第一离子源19用于对柔性衬底表面进行清洁,第一前过渡室12内和第一前沉积室13的输入端分别设有一个前转向滚轮404,在第一前沉积室13内设有第一前溅射组件17和加热器6用于实现ITO溅射沉积,在第一后沉积室14内设有第一后溅射组件18和加热器6用于TiO2的溅射沉积,在第一后沉积室14输出端以及第一后过渡室15内分别设有一个后转向滚轮405,第一后过渡室15可作为退火冷却室,在第一下料室16内设有后保护膜滚轮407和收料滚轮408,刚性沉积轨道系统5水平穿过前溅射装置1内的各个腔室。所述第一离子源19为本领域公知技术。
如图3所示,所述蒸发装置2包括第二上料室21、第二前过渡室22、第二前沉积室23、第二后沉积室24、第二后过渡室25和第二下料室26,其中第二上料室21中设有前保护膜滚轮401、放料滚轮402和前张力滚轮403,另外在第二上料室21内,在所述前保护膜滚轮401和前张力滚轮403之间设有第二离子源29用于对柔性衬底表面进行清洁,第二前过渡室22内和第二前沉积室33的输入端分别设有一个前转向滚轮404,在第二前沉积室23内设有第二前蒸发组件27和加热器6用于实现CH3NH3PbI热蒸发沉积,在第二后沉积室24内设有第二后蒸发组件28和加热器6用于PbCl3热蒸发沉积,在第二后沉积室24输出端以及第二后过渡室25内分别设有一个后转向滚轮405,另外在第二后过渡室25上方设有加热器6用于对已经沉积薄膜的柔性衬底退火形成所需材料,在第二下料室26内设有后保护膜滚轮407和收料滚轮408,刚性沉积轨道系统5水平穿过蒸发装置2内的各个腔室。所述第二离子源29为本领域公知技术。
如图4所示,所述后溅射装置3包括第三上料室31、第三前过渡室32、第三前沉积室33、第三后沉积室34、第三后过渡室35和第三下料室36,其中第三上料室31中设有前保护膜滚轮401、放料滚轮402和前张力滚轮403,另外在第三上料室31内,在所述前保护膜滚轮401和前张力滚轮403之间设有第三离子源39用于对柔性衬底表面进行清洁,第三前过渡室32内和第三前沉积室33的输入端分别设有一个前转向滚轮404,在第三前沉积室33内设有第三前溅射组件37和加热器6用于实现NiO电极溅射沉积,在第三后沉积室34内设有第三后溅射组件38和加热器6用于Au电极溅射沉积,在第三后沉积室34输出端以及第三后过渡室35内分别设有一个后转向滚轮405,第三后过渡室35可作为退火冷却室,在第三下料室36内设有后保护膜滚轮407和收料滚轮408,刚性沉积轨道系统5水平穿过后溅射装置3内的各个腔室。所述第三离子源39为本领域公知技术。
如图1所示,前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3连接时,所述前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3内的刚性沉积轨道系统5依次衔接保证刚性衬底506在各个装置内移动,所述前溅射装置1内的收料滚轮408和蒸发装置2内的放料滚轮402通过柔性衬底缠绕连接,所述蒸发装置2内的收料滚轮408和后溅射装置3的放料滚轮402通过柔性衬底缠绕连接,以实现柔性衬底在各个装置间的转移。
如图2~4和图6所示,所述前溅射装置1内的第一前溅射组件17和第一后溅射组件18、所述蒸发装置2内的第二前蒸发组件27和第二后蒸发组件28以及所述后溅射装置3内的第三前溅射组件37和第三后溅射组件38基本结构相同,均包括座体、挡板10和晶振探头9,溅射源或蒸发源设置于所述座体中,且射出端子正对挡板10,工作时所述挡板10打开即可实现溅射沉积或蒸发沉积作业,在所述座体上端内部设有晶振探头9,所述晶振探头9可以实时测得膜厚并反馈控制系统,使控制系统根据实际情况控制柔性沉积轨道系统4对柔性衬底进行转速调节,各个溅射组件和蒸发组件结构为本领域公知技术。
如图2~4和图7~8所示,前溅射装置1、蒸发装置2和后溅射装置3内的各个腔室之间采用气帘进行密闭,在相邻腔室之间均设有气帘阀门通道组件7,所述气帘阀门通道组件7包括压力传感器701、刚性衬底传输阀门703、柔性衬底传输阀门704和快抽通道705,刚性衬底传输阀门703和柔性衬底传输阀门704均安装在相邻腔室之间的隔板上,压力传感器701通过刚性衬底506触碰发出信号控制所述刚性衬底传输阀门703打开,露出刚性衬底传输口702供刚性衬底506通过,柔性衬底传输阀门704通过控制系统控制打开并采用气体密封保护,如图8所示,所述柔性衬底传输阀门704包括阀门体7042和阀门座,在阀门座内设有柔性衬底传输通道,且所述柔性衬底传输通道上下侧均设有惰性气体通道7041,柔性衬底传输通道输出端设有阀门体7042,如图7所示,柔性衬底传输阀门704下侧设有快抽通道705,惰性气体通道7041与所述快抽通道705相通,如图2~4所示,所述快抽通道705通过真空泵组8提供惰性气体形成气帘。
本发明的工作原理为:
制备柔性薄膜电池芯片时,将柔性衬底(PI膜,不锈钢等)依次绕过柔性沉积轨道系统4的各个滚轮,然后将装置侧门关好并抽真空,后续控制系统提示柔性衬底快用完时,只需将前溅射装置1的第一上料室11打开,将新的柔性衬底装上并与旧衬底粘贴在一起即可。
衬底安装完毕后,将各腔室的侧门关闭并封好,通过电脑控制抽真空,并使设备运行。各个装置内的收料滚轮408带动整条线转动,各个装置内的的张力滚轮通过测试张力的大小对转速进行初步调节,使柔性衬底绷紧。
柔性衬底首先在前溅射装置1中的第一上料室11经过第一离子源19的清洗(若衬底由保护膜,首先经过前保护膜滚轮401将保护膜剥离),然后经第一前过渡室12先进入第一前沉积室13进行ITO溅射沉积,再进入第一后沉积室14进行TiO2溅射沉积,然后进入第一后过渡室15退火冷却并由第一下料室16输出,同时后保护膜滚轮407提供保护膜贴在薄膜表面。
然后柔性衬底进入蒸发装置2的第二上料室21中,经第二离子源29清洗以及前保护膜滚轮401剥膜后,再经过第二前过渡室22进入第二前沉积室23中进行CH3NH3PbI热蒸发沉积,然后进入第二后沉积室24内进行PbCl3热蒸发沉积,经第二后过渡室25上方的加热器6调整温度对已经沉积薄膜的柔性衬底退火后形成所需材料,然后由第二下料室26输出,同时后保护膜滚轮407提供保护膜贴在薄膜表面。
然后柔性衬底进入后溅射装置3的第三上料室31中,经第三离子源39清洗以及前保护膜滚轮401剥膜后,再经过第三前过渡室32进入第三前沉积室33中进行NiO电极溅射沉积,然后进入第三后沉积室34内进行Au电极溅射沉积,再进入第三后过渡室35冷却退火,最后由第三下料室36输出,同时后保护膜滚轮407提供保护膜贴在薄膜表面,由此得到了柔性薄膜电池芯片。
制备刚性电池芯片时,将前溅射装置1中的第一上料室11侧门打开,将刚性衬底506放入,在各个装置内的刚性沉积轨道系统5作用,刚性衬底506依次经过各个腔室,完成刚性电池芯片制备。
本发明在结构形式上为一种直线连接模式,但不能仅局限于连接模式,改变连接形式的,例如将卷到卷设备更变为圆形链式生产模式,使首尾相接应当视为本发明专利的保护范围。改变沉积顺序,反向沉积应当视为本发明专利的保护范围。本发明专利的刚性衬底轨道为双轨道模式,将轨道改为单轨道的模式应视为本发明专利的保护范围。在不脱离本发明构思的前提下做出的若干替代或变形,且性能相近或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:包括前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3),所述前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3)内均设有柔性沉积轨道系统(4)、刚性沉积轨道系统(5)和多个腔室,柔性衬底通过所述柔性沉积轨道系统(4)带动在各个腔室间移动,刚性衬底(506)通过所述刚性沉积轨道系统(5)带动在各个腔室间移动;所述前溅射装置(1)内设有进行ITO溅射沉积的第一前沉积室(13)和进行ITO溅射沉积的第一后沉积室(14),所述蒸发装置(2)内设有进行CH3NH3PbI热蒸发沉积的第二前沉积室(23)、进行PbCl3热蒸发沉积的第二后沉积室(24)和进行退火成膜的第二后过渡室(25),所述后溅射装置(3)内设有进行NiO电极溅射沉积的第三前沉积室(33)和进行Au电极溅射沉积的第三后沉积室(34)。
2.根据权利要求1所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3)内的柔性沉积轨道系统(4)结构相同,均包括前保护膜滚轮(401)、放料滚轮(402)、前张力滚轮(403)、前转向滚轮(404)、后转向滚轮(405)、后张力滚轮(406)、后保护膜滚轮(407)和收料滚轮(408),柔性衬底一端缠绕在所述放料滚轮(402)上,另一端依次绕过前张力滚轮(403)、前转向滚轮(404)、后转向滚轮(405)、后张力滚轮(406)后缠绕在收料滚轮(408)上,在所述放料滚轮(402)下侧设有前保护膜滚轮(401),在收料滚轮(408)下侧设有后保护膜滚轮(407)。
3.根据权利要求2所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述前溅射装置(1)包括第一上料室(11)、第一前过渡室(12)、第一前沉积室(13)、第一后沉积室(14)、第一后过渡室(15)和第一下料室(16),其中第一上料室(11)中设有前保护膜滚轮(401)、放料滚轮(402)和前张力滚轮(403),在所述前保护膜滚轮(401)和前张力滚轮(403)之间设有第一离子源(19),第一前过渡室(12)内以及第一前沉积室(13)输入端分别设有一个前转向滚轮(404),在第一前沉积室(13)内设有用于ITO溅射沉积的第一前溅射组件(17)和加热器(6),在第一后沉积室(14)内设有用于TiO2的溅射沉积的第一后溅射组件(18)和加热器(6),在第一后沉积室(14)输出端以及第一后过渡室(15)内分别设有一个后转向滚轮(405),在第一下料室(16)内设有后保护膜滚轮(407)和收料滚轮(408),刚性沉积轨道系统(5)水平穿过前溅射装置(1)内的各个腔室。
4.根据权利要求2所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述蒸发装置(2)包括第二上料室(21)、第二前过渡室(22)、第二前沉积室(23)、第二后沉积室(24)、第二后过渡室(25)和第二下料室(26),其中第二上料室(21)中设有前保护膜滚轮(401)、放料滚轮(402)和前张力滚轮(403),在所述前保护膜滚轮(401)和前张力滚轮(403)之间设有第二离子源(29),第二前过渡室(22)内以及第二前沉积室(33)输入端分别设有一个前转向滚轮(404),在第二前沉积室(23)内设有用于CH3NH3PbI热蒸发沉积的第二前蒸发组件(27)和加热器(6),在第二后沉积室(24)内设有用于PbCl3热蒸发沉积的第二后蒸发组件(28)和加热器(6),在第二后沉积室(24)输出端以及第二后过渡室(25)内分别设有一个后转向滚轮(405),另外在第二后过渡室(25)内上侧设有加热器(6),在第二下料室(26)内设有后保护膜滚轮(407)和收料滚轮(408),刚性沉积轨道系统(5)水平穿过蒸发装置(2)内的各个腔室。
5.根据权利要求2所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述后溅射装置(3)包括第三上料室(31)、第三前过渡室(32)、第三前沉积室(33)、第三后沉积室(34)、第三后过渡室(35)和第三下料室(36),其中第三上料室(31)中设有前保护膜滚轮(401)、放料滚轮(402)和前张力滚轮(403),在所述前保护膜滚轮(401)和前张力滚轮(403)之间设有第三离子源(39),第三前过渡室(32)内以及第三前沉积室(33)输入端分别设有一个前转向滚轮(404),在第三前沉积室(33)内设有用于NiO电极溅射沉积的第三前溅射组件(37)和加热器(6),在第三后沉积室(34)内设有用于Au电极溅射沉积的第三后溅射组件(38)和加热器(6),在第三后沉积室(34)输出端以及第三后过渡室(35)内分别设有一个后转向滚轮(405),在第三下料室(36)内设有后保护膜滚轮(407)和收料滚轮(408),刚性沉积轨道系统(5)水平穿过后溅射装置(3)内的各个腔室。
6.根据权利要求2所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3)内的刚性沉积轨道系统(5)依次衔接,所述前溅射装置(1)内的收料滚轮(408)和蒸发装置(2)内的放料滚轮(402)通过柔性衬底连接,所述蒸发装置(2)内的收料滚轮(408)和后溅射装置(3)的放料滚轮(402)通过柔性衬底连接。
7.根据权利要求1~6任一权利要求所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3)内的刚性沉积轨道系统(5)结构相同,均包括驱动电机(501)、驱动轴(502)、主动链轮(503)、传动组件和辊轮轨道(507),所述驱动轴(502)通过所述驱动电机(501)驱动转动,在所述驱动轴(502)两端分别设有一个主动链轮(503),两组辊轮轨道(507)分设于装置内两侧,且所述两组辊轮轨道(507)分别通过不同的主动链轮(503)驱动旋转并带动刚性衬底(506)移动,所述主动链轮(503)通过传动组件传递转矩。
8.根据权利要求1所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述前溅射装置(1)、蒸发装置(2)和后溅射装置(3)内的各个腔室之间采用气帘进行密闭,在相邻腔室之间均设有气帘阀门通道组件(7),在各个装置外均设有真空泵组(8)。
9.根据权利要求8所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述气帘阀门通道组件(7)包括压力传感器(701)、刚性衬底传输阀门(703)、柔性衬底传输阀门(704)和快抽通道(705),所述刚性衬底传输阀门(703)和柔性衬底传输阀门(704)均安装在相邻腔室之间的隔板上,所述刚性衬底传输阀门(703)通过刚性衬底(506)触碰压力传感器(701)控制打开,柔性衬底传输阀门(704)下侧设有快抽通道(705),所述快抽通道(705)与真空泵组(8)相连。
10.根据权利要求9所述的柔刚两用型钙钛矿太阳能电池一体化沉积系统,其特征在于:所述柔性衬底传输阀门(704)包括阀门体(7042)和阀门座,在阀门座内设有柔性衬底传输通道,且所述柔性衬底传输通道上下侧均设有惰性气体通道(7041),柔性衬底传输通道输出端设有阀门体(7042)。
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