CN114156415B - 一种太阳能电池加热退火的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种太阳能电池加热退火的方法和设备，该方法包括：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层；将下电极材料层接电源，以使下电极材料层通电产生电阻热。从而可以利用下电极材料层导电的特性对光吸收层进行快速加热退火，时间窗口可控，避免溶剂的自然风干挥发，并且从光吸收膜层的底部开始加热，有利于溶剂的充分加热挥发，从而较好的进行结晶，并且实施该方法的设备简单，节约了设备成本。

Description

一种太阳能电池加热退火的方法和设备
技术领域
本申请涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳能电池加热退火的方法和设备。
背景技术
近年来研发的太阳能电池由于高转换效率、低成本、环境友善等优点正在受到越来越广泛的关注，在大面积的薄膜太阳能电池的制备过程中，经常采用涂布、旋涂、喷墨打印等溶液法制备吸收层和传输层等功能膜层。溶液法制备的膜层通常需要将制备的器件放入退火炉中进行加热退火，以去除溶剂，同时提高膜层的结晶性能。而将器件放入退火炉中需要一定的时间，可能导致溶剂自然风干挥发而无法结晶，并且采用退火炉进行加热退火，可能存在膜层表面的溶剂先挥发，而膜层内部的溶剂难以挥发的问题，并且采用退火炉进行加热退火导致设备成本也较高。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种太阳能电池加热退火的方法和设备，可以实现快速充分的加热退火，且同时节约了设备成本。
为实现上述目的，本申请有如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池加热退火的方法，包括：
提供衬底；所述衬底上形成有下电极材料层，以及所述下电极材料层远离所述衬底一侧的光吸收层；
将所述下电极材料层接电源，以使所述下电极材料层通电产生电阻热。
可选地，所述光吸收层包括钙钛矿层。
可选地，所述电阻热的温度为100-150℃，加热时长为5-30min。
可选地，所述将所述下电极材料层接电源，包括：
将带有探针的直流电源连接所述下电极材料层的两端，以形成导电加热回路。
可选地，所述方法还包括：
对所述下电极材料层进行刻划，形成刻划沟槽，以将所述下电极材料层分割为多个子区域；
所述探针为多个；将所述探针与所述子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路。
第二方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池加热退火的设备，包括：
电源、第一导线和第二导线；
所述第一导线的一端连接所述电源的阳级；所述第一导线的另一端连接下电极材料层的一端；所述下电极材料层位于衬底上；所述下电极材料层远离所述衬底的一侧形成有光吸收层；
所述第二导线的一端连接所述电源的阴极；所述第二导线的另一端连接所述下电极材料层的另一端；以使所述下电极材料层通电产生电阻热。
可选地，所述光吸收层包括钙钛矿层。
可选地，所述电阻热的温度为100-150℃，加热时长为5-30min。
可选地，所述设备还包括：第一探针和第二探针；
所述第一导线的另一端通过所述第一探针连接所述下电极材料层的一端；
所述第二导线的另一端通过所述第二探针连接所述下电极材料层的另一端。
可选地，所述第一探针为多个；所述第二探针为多个；
将所述第一探针和所述第二探针与所述下电极材料层的子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路；
所述子区域由对所述下电极材料层进行刻划分割形成，所述刻划处形成有刻划沟槽。
本申请提供了一种太阳能电池加热退火的方法和设备，该方法包括：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层；将下电极材料层接电源，以使下电极材料层通电产生电阻热。从而可以利用下电极材料层导电的特性对光吸收层进行快速加热退火，时间窗口可控，避免溶剂的自然风干挥发，并且从光吸收膜层的底部开始加热，有利于溶剂的充分加热挥发，从而较好的进行结晶，并且实施该方法的设备简单，节约了设备成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种太阳能电池加热退火的方法的流程图；
图2示出了本申请实施例提供的一种器件的剖面示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种太阳能电池加热退火的设备的应用场景的示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
正如背景技术中的描述，近年来研发的太阳能电池由于高转换效率、低成本、环境友善等优点正在受到越来越广泛的关注，在大面积的太阳能电池的制备过程中，一般是将制备的器件放入退火炉中进行加热退火，而将器件放入退火炉中需要一定的时间，可能导致溶剂自然风干挥发而无法结晶，并且采用退火炉进行加热退火，可能存在膜层表面的溶剂先挥发，而膜层内部的溶剂难以挥发的问题，并且采用退火炉进行加热退火导致设备成本也较高。
基于以上技术问题，本申请提供了一种太阳能电池加热退火的方法和设备，该方法包括：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层；将下电极材料层接电源，以使下电极材料层通电产生电阻热。从而可以利用下电极材料层导电的特性对光吸收层进行快速加热退火，时间窗口可控，避免溶剂的自然风干挥发，并且从光吸收膜层的底部开始加热，有利于溶剂的充分加热挥发，从而较好的进行结晶，并且实施该方法的设备简单，节约了设备成本。
为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
示例性方法
参见图1所示，为本申请实施例提供的一种太阳能电池加热退火的方法流程图，包括：
S101：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层。
参见图2所示，为本申请实施例需要进行加热退火的一种太阳能电池器件的剖面图，提供衬底201，衬底201为其上的器件结构提供支撑。衬底201可以为玻璃基底或柔性基底。衬底201的材料可以包括各种柔性的材料，例如，聚合物树脂，诸如聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)或醋酸丙酸纤维素(CAP)等。
衬底201上形成有下电极材料层202，可选地，下电极材料层202的材料可以为金、银、铜、铝、氧化铟锡、铝掺杂氧化锌或氟掺杂氧化锡等导电材料。在下电极材料层202远离衬底201的一侧形成有光吸收层204，此外，在下电极材料层202和光吸收层204之间还形成有载流子传输层203，可选地，光吸收层的材料可以为钙钛矿，载流子传输层203可以为电子传输层或空穴传输层。
可选地，可以采用刮涂的方法形成光吸收层204，在刮涂过程中可以采用风刀或真空闪蒸的方式去除多余的溶剂。
S102：将所述下电极材料层接电源，以使所述下电极材料层通电产生电阻热。
在本申请实施例中，可以将下电极材料层202接电源，以使下电极材料层202通电产生电阻热，从而利用下电极材料层202导电的特性进行光吸收层204的加热退火，具体可选地，电阻热的温度可以为100-150℃，加热时长为5-30min。
可选地，可以将带有探针的直流电源连接下电极材料层202的两端，以形成导电加热回路。
可选地，由于在形成太阳能电池器件时，会对器件进行刻划，以分成多个电池单元，可以对下电极材料层202进行刻划，形成刻划沟槽，以将下电极材料层202分割为多个子区域2021、2022……202n。
参见图3所示，第一探针可以为301、302……30n等多个，将第一探针与子区域一一对应连接，第二探针可以为对应的501、502……50n等多个，将第二探针与子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路。即参见图3所示，第一导线401的一端连接电源4的阳极，第一导线401的另一端连接下电极材料层202的一端，第二导线402的一端连接电源4的阴极，第二导线402的另一端连接下电极材料层202的另一端，可选地，可以通过第一探针实现第一导线401和下电极材料层202的一端的连接，通过第二探针实现第二导线402和下电极材料层202的另一端的连接。
举例来说，电源4、第一导线401、第一探针301、子区域2021、第二探针501、第二导线402构成一条导电回路对子区域2021上存在的膜层进行电加热退火；电源4、第一导线401、第一探针302、子区域2022、第二探针502、第二导线402构成一条导电回路对子区域2022上存在的膜层进行电加热退火。各回路之间相互并联，共同实现对光吸收层的快速加热退火。
此外，在进行加热退火后，在图2所示的器件上，即光吸收层204远离衬底201的一侧还可以形成有另一层载流子传输层(图未示出)，以及在另一层载流子传输层远离衬底201的一侧形成的上电极材料层(图未示出)，以形成一个完整的太阳能电池器件。
本申请实施例提供了一种太阳能电池加热退火的方法，该方法包括：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层；将下电极材料层接电源，以使下电极材料层通电产生电阻热。从而可以利用下电极材料层导电的特性对光吸收层进行快速加热退火，时间窗口可控，避免溶剂的自然风干挥发，并且从光吸收膜层的底部开始加热，有利于溶剂的充分加热挥发，从而较好的进行结晶，并且实施该方法的设备简单，节约了设备成本。
示例性设备
参见图3所示，提供了本申请实施例的一种太阳能电池加热退火的设备的示意图，包括：
电源4、第一导线401和第二导线402；
所述第一导线401的一端连接所述电源4的阳级；所述第一导线401的另一端连接下电极材料层202的一端；所述下电极材料层位于衬底上；所述下电极材料层远离所述衬底的一侧形成有光吸收层；
所述第二导线402的一端连接所述电源4的阴极；所述第二导线402的另一端连接所述下电极材料层202的另一端；以使所述下电极材料层202通电产生电阻热。
可选地，所述光吸收层包括钙钛矿层。
可选地，所述电阻热的温度为100-150℃，加热时长为5-30min。
可选地，所述设备还包括：第一探针和第二探针；
所述第一导线的另一端通过所述第一探针连接所述下电极材料层的一端；
所述第二导线的另一端通过所述第二探针连接所述下电极材料层的另一端。
可选地，所述第一探针为多个；所述第二探针为多个；
将所述第一探针和所述第二探针与所述下电极材料层的子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路；
所述子区域由对所述下电极材料层进行刻划分割形成，所述刻划处形成有刻划沟槽。
本申请实施例提供了一种太阳能电池加热退火的设备，利用该设备可以实施：提供衬底；衬底上形成有下电极材料层，以及下电极材料层远离衬底一侧的光吸收层；将下电极材料层接电源，以使下电极材料层通电产生电阻热。从而可以利用下电极材料层导电的特性对光吸收层进行快速加热退火，时间窗口可控，避免溶剂的自然风干挥发，并且从光吸收膜层的底部开始加热，有利于溶剂的充分加热挥发，从而较好的进行结晶，并且实施该方法的设备简单，节约了设备成本。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种太阳能电池加热退火的方法，其特征在于，包括：
提供衬底；所述衬底上形成有下电极材料层，以及所述下电极材料层远离所述衬底一侧的光吸收层；
将所述下电极材料层接电源，以使所述下电极材料层通电产生电阻热；
所述光吸收层包括钙钛矿层；
所述电阻热的温度为100-150℃，加热时长为5-30min；
所述将所述下电极材料层接电源，包括：
将带有探针的直流电源连接所述下电极材料层的两端，以形成导电加热回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述下电极材料层进行刻划，形成刻划沟槽，以将所述下电极材料层分割为多个子区域；
所述探针为多个；将所述探针与所述子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路。
3.一种太阳能电池加热退火的设备，其特征在于，包括：
电源、第一导线和第二导线；
所述第一导线的一端连接所述电源的阳级；所述第一导线的另一端连接下电极材料层的一端；所述下电极材料层位于衬底上；所述下电极材料层远离所述衬底的一侧形成有光吸收层；
所述第二导线的一端连接所述电源的阴极；所述第二导线的另一端连接所述下电极材料层的另一端；以使所述下电极材料层通电产生电阻热；
所述光吸收层包括钙钛矿层；
所述电阻热的温度为100-150℃，加热时长为5-30min。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：第一探针和第二探针；
所述第一导线的另一端通过所述第一探针连接所述下电极材料层的一端；
所述第二导线的另一端通过所述第二探针连接所述下电极材料层的另一端。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一探针为多个；所述第二探针为多个；
将所述第一探针和所述第二探针与所述下电极材料层的子区域一一对应连接，以形成多个相互并联的导电加热回路；
所述子区域由对所述下电极材料层进行刻划分割形成，所述刻划处形成有刻划沟槽。
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