CN115672837A - 固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，本发明涉及太阳能电池制备技术领域。该固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，通过设置夹持组件能够利用改变两个夹持臂之间的距离达到夹持固定不同尺寸太阳能电池板的目的，从而能顾实现对多种规格太阳能电池板的清洗工作，增加了该装置的适用范围。通过多个夹持组件能够同时对多个太阳能电池板进行夹持清洗，在夹持电池板的同时，能够利用从动齿轮和驱动齿轮之间的啮合，在清洗过程中实现自身的自转，使太阳能电池板不同的面都能够被充分清洗，提高了清洗效率和效果。通过设置过滤组件能够将清洗后的清洗液过滤后再次回收。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体为固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法。
背景技术
钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池，基于钙钛矿材料(CH3NH3PbI)制备的太阳能电池的效率由2009年的3.8％增长到了目前的20.2％，因为其较高的光吸收系数，较低的成本以及易于制备等优势引起了广泛的关注。
目前固相反应制备钙钛矿太阳能电池生产结束后，其表面会残留部分杂质，灰尘附着在电池板表面上会严重影响透光性，其某一位置的太阳光如果被遮挡就会影响该板块或者整个汇流箱电池板的转换效率，甚至会形成热斑效应，最终烧坏整块电池板，目前电池板生产结束后一般通过人工进行清洗，不仅费时费力，而且清洗效率低下，无法适用于当下的生产需求，而且，为了保持电池板整体清洁度，清洗完电池板一面后需要翻转至另一面才能完成全部的清洗，人工翻转过程容易发生电池板碎裂或者导致人员受伤的情况。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，解决了目前固相反应制备钙钛矿太阳能电池生产结束后，其表面残留的杂质会影响透光性和光电转换效率和目前人工进行清洗费时费力、效率低下以及人工翻转清洗容易发生电池板碎裂或者人员受伤的情况的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，包括处理箱和固定连接在处理箱左侧壁上的电动伸缩杆以及固定连接在电动伸缩杆顶端的烘干组件，所述处理箱的底部通过螺栓固定连接有底座，且处理箱的内部固定连接有承载板，所述承载板的底部固定连接有伺服电机，所述伺服电机的驱动端转动贯穿承载板并固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的顶部开设有六角衔接孔，所述承载板顶部转动设置有夹持组件，且承载板的底部固定连接有过滤组件，所述底座腔体底部固定连接有潜水泵，所述潜水泵的输出端通过三通管固定连接有布水管，所述布水管固定连接在处理箱的内壁上。
优选的，所述底座的底部固定设置有和处理箱内部相连通的进水管，所述伺服电机的外部固定套设有电机防护罩，电机防护罩通过螺栓固定连接在承载板的底部。
优选的，所述烘干组件包括防护罩和开设在防护罩内壁上的三个滑槽以及滑动连接在滑槽内部的滑块，全部所述滑块的侧壁上共同固定连接有支撑架。
优选的，所述支撑架的内部螺纹连接有丝杆，所述丝杆的底端固定连接有六棱柱，且丝杆的顶端贯穿支撑架通过轴承转动连接在防护罩腔体顶部，所述防护罩的顶部固定连接有热风机，热风机通过管道和环形气管相连接。
优选的，所述夹持组件包括长条底座和固定连接在长条底座底部的转轴以及固定套设在转轴外壁上的从动齿轮，所述长条底座的顶部两侧均开设有T 形槽。
优选的，所述T形槽的内部滑动连接有T形块，所述T形块的顶部固定连接有夹持臂，且T形块和T形槽侧壁之间固定连接有弹簧。
优选的，所述转轴通过轴承转动连接在承载板的顶部，所述从动齿轮和驱动齿轮相啮合。
优选的，所述过滤组件包括锥形斗和通过螺栓固定连接在锥形斗底部过滤管，所述过滤管的内部固定连接有过滤板，所述过滤板的底部转动连接有传动轴，所述传动轴的顶端转动贯穿过滤板并固定连接有清洁组件，且传动轴的底端固定连接有叶轮。
本发明还提供了固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统的处理方法，具体方法包括以下步骤：
步骤一、放置电池板：清洗电池板前，首先将电池板竖直放置在两个夹持臂的正上方，然后手动向一侧拉动其中一个夹持臂使其沿着T形槽滑动，增加两个夹持臂之间的间距，接着将电池板放入两个夹持臂之间，并向下按压电池板，直到电池板的底部和两个夹持臂的底部相接处，弹簧的弹力推动两个夹持臂将电池板稳定夹固，接着启动电动伸缩杆将烘干组件的高度降低，直至烘干组件完全将处理箱的顶部开口罩住，此时，六棱柱同时进入到六角衔接孔内部。
步骤二、清洗电池板：启动伺服电机带动驱动齿轮在一百二十度范围内往复转动，与此同时，和驱动齿轮相啮合的从动齿轮同步转动，被夹持组件夹持的太阳能电池板随之转动，接着启动潜水泵，处理箱内部的清洗液被潜水泵抽出并通过布水管喷洒出，太阳能电池板转动过程中，其不同的面均被布水管喷出的清洗液冲刷。
步骤三、回收清洗液：冲洗后的清洗液通过承载板表面的通孔受重力作用落到锥形斗内部，清洗液经过过滤板的过滤，洁净的清洗液再次进入到处理箱腔体底部，清洗液集中通过过滤管过程中对叶轮产生冲击，叶轮转动的同时驱动清洁组件转动，清洁组件对过滤板顶部积聚的杂质进行清扫，保持过滤板滤孔通畅。
步骤四、干燥电池板：清洗十分钟后关闭潜水泵，接着启动热风机，热风通过环形气管内壁上的出风口均匀吹出，与此同时，伺服电机往复转动过程中，驱动齿轮驱动丝杆同步往复转动，环形气管沿着防护罩内壁上下往复移动，环形气管沿着电池板上下往复吹扫，加快电池板的干燥速度。
优选的，热风机出风温度为恒定温度为六十度，所述伺服电机的输出轴转速为10r/min，且伺服电机的正、反转动持续时间均为2分钟。
有益效果
本发明提供了固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法。
与现有技术相比具备以下有益效果：
1、固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，通过设置夹持组件，能够利用改变两个夹持臂之间的距离达到夹持固定不同尺寸太阳能电池板的目的，从而能顾实现对多种规格太阳能电池板的清洗工作，增加了该装置的适用范围。
2、固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，通过多个夹持组件能够同时对多个太阳能电池板进行夹持清洗，在夹持电池板的同时，能够利用从动齿轮和驱动齿轮之间的啮合，在清洗过程中实现自身的自转，使太阳能电池板不同的面都能够被充分清洗，提高了清洗效率和效果。
3、固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，通过设置过滤组件能够将清洗后的清洗液过滤后再次回收，并且回收过程中，利用清洗液自身的重力冲击作用带动叶轮转动，在过滤过程中实现自我清洁的作用，保证过滤板的过滤孔时刻处于畅通状态，无需人工清理，降低了工作人员的拉动强度。
4、固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，通过设置烘干组件能够在清洗结束后对电池板进行快速烘干，而且利用六棱柱和六角衔接孔的配合，实现驱动齿轮和烘干组件的联动，能够实现丝杆的往复循环转动，使得环形气管能够套在电池板外部上下往复移动，加快其干燥速度，提高整体清洗效率。
附图说明
图1为本发明工作状态整体立体示意图；
图2为本发明打开状态立体结构示意图；
图3为本发明爆炸立体结构示意图；
图4为本发明处理箱内部立体结构示意图；
图5为本发明剖视立体结构示意图；
图6为本发明A部分放大立体结构示意图；
图7为本发明烘干组件立体结构示意图；
图8为本发明夹持组件立体结构示意图；
图9为本发明过滤组件爆炸立体结构示意图；
图10为本发明清洁组件爆炸立体结构示意图。
图中：1、处理箱；2、电动伸缩杆；3、烘干组件；31、防护罩；32、滑槽；33、滑块；34、环形气管；35、支撑架；36、丝杆；37、六棱柱；4、底座；5、承载板；6、伺服电机；7、驱动齿轮；8、六角衔接孔；9、夹持组件； 91、长条底座；92、转轴；93、从动齿轮；94、T形槽；95、T形块；96、夹持臂；97、弹簧；10、过滤组件；101、锥形斗；102、过滤管；103、过滤板； 104、传动轴；105、清洁组件；1051、刷头；1052、双面胶；1053、刷板； 106、叶轮；11、潜水泵；12、布水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供两种技术方案：
如图1-3示出了第一种实施方式：固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统及方法，包括处理箱1和固定连接在处理箱1左侧壁上的电动伸缩杆2以及固定连接在电动伸缩杆2顶端的烘干组件3，处理箱1的底部通过螺栓固定连接有底座4，且处理箱1的内部固定连接有承载板5，承载板5的底部固定连接有伺服电机6，伺服电机6的驱动端转动贯穿承载板5并固定连接有驱动齿轮7，驱动齿轮7的顶部开设有六角衔接孔8，承载板5顶部转动设置有夹持组件9，且承载板5的底部固定连接有过滤组件10，底座4腔体底部固定连接有潜水泵11，潜水泵11的输出端通过三通管固定连接有布水管 12，布水管12固定连接在处理箱1的内壁上。
底座4的底部固定设置有和处理箱1内部相连通的进水管，伺服电机6 的外部固定套设有电机防护罩，电机防护罩通过螺栓固定连接在承载板5的底部。
烘干组件3包括防护罩31和开设在防护罩31内壁上的三个滑槽32以及滑动连接在滑槽32内部的滑块33，全部滑块33的侧壁上共同固定连接有支撑架35。
支撑架35的内部螺纹连接有丝杆36，丝杆36的底端固定连接有六棱柱 37，且丝杆36的顶端贯穿支撑架35通过轴承转动连接在防护罩31腔体顶部，防护罩31的顶部固定连接有热风机，热风机通过管道和环形气管34相连接。
通过设置烘干组件3能够在清洗结束后对电池板进行快速烘干，而且利用六棱柱37和六角衔接孔8的配合，实现驱动齿轮7和烘干组件3的联动，能够实现丝杆36的往复循环转动，使得环形气管34能够套在电池板外部上下往复移动，加快其干燥速度，提高整体清洗效率。
如图8示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：夹持组件9包括长条底座91和固定连接在长条底座91底部的转轴92以及固定套设在转轴92外壁上的从动齿轮93，长条底座91的顶部两侧均开设有T形槽94。
T形槽94的内部滑动连接有T形块95，T形块95的顶部固定连接有夹持臂96，且T形块95和T形槽94侧壁之间固定连接有弹簧97。
转轴92通过轴承转动连接在承载板5的顶部，从动齿轮93和驱动齿轮7 相啮合。
夹持组件9为环形阵列分布，长条底座91转动时形成圆形轨迹和处理箱 1内壁以及布水管12均不相干涉，弹簧97的劲度系数能够满足将太阳能电池板稳固夹持而不会对电池板造成损坏，两个夹持臂96的相对侧壁上均固定设置有橡胶防护垫。
通过设置夹持组件9，能够利用改变两个夹持臂96之间的距离达到夹持固定不同尺寸太阳能电池板的目的，从而能顾实现对多种规格太阳能电池板的清洗工作，增加了该装置的适用范围。
通过多个夹持组件9能够同时对多个太阳能电池板进行夹持清洗，在夹持电池板的同时，能够利用从动齿轮93和驱动齿轮7之间的啮合，在清洗过程中实现自身的自转，使太阳能电池板不同的面都能够被充分清洗，提高了清洗效率和效果。
如图9-10示出了第三种实施方式，与第二种实施方式的主要区别在于：过滤组件10包括锥形斗101和通过螺栓固定连接在锥形斗101底部过滤管 102，过滤管102的内部固定连接有过滤板103，过滤板103的底部转动连接有传动轴104，传动轴104的顶端转动贯穿过滤板103并固定连接有清洁组件 105，且传动轴104的底端固定连接有叶轮106。
过滤管102的底端和底座4内腔底部预留有一定间隙，处理箱1内部的清洗液顶部液面高度低于叶轮106底部。
通过设置过滤组件10能够将清洗后的清洗液过滤后再次回收，并且回收过程中，利用清洗液自身的重力冲击作用带动叶轮106转动，在过滤过程中实现自我清洁的作用，保证过滤板103的过滤孔时刻处于畅通状态，无需人工清理，降低了工作人员的拉动强度。
本发明实施例还提供了固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统的处理方法，具体方法包括以下步骤：
步骤一、放置电池板：清洗电池板前，首先将电池板竖直放置在两个夹持臂96的正上方，然后手动向一侧拉动其中一个夹持臂96使其沿着T形槽 94滑动，增加两个夹持臂96之间的间距，接着将电池板放入两个夹持臂96 之间，并向下按压电池板，直到电池板的底部和两个夹持臂96的底部相接处，弹簧97的弹力推动两个夹持臂96将电池板稳定夹固，接着启动电动伸缩杆2 将烘干组件3的高度降低，直至烘干组件3完全将处理箱1的顶部开口罩住，此时，六棱柱37同时进入到六角衔接孔8内部。
步骤二、清洗电池板：启动伺服电机6带动驱动齿轮7在一百二十度范围内往复转动，与此同时，和驱动齿轮7相啮合的从动齿轮93同步转动，被夹持组件9夹持的太阳能电池板随之转动，接着启动潜水泵11，处理箱1内部的清洗液被潜水泵11抽出并通过布水管12喷洒出，太阳能电池板转动过程中，其不同的面均被布水管12喷出的清洗液冲刷。
步骤三、回收清洗液：冲洗后的清洗液通过承载板5表面的通孔受重力作用落到锥形斗101内部，清洗液经过过滤板103的过滤，洁净的清洗液再次进入到处理箱1腔体底部，清洗液集中通过过滤管102过程中对叶轮106 产生冲击，叶轮106转动的同时驱动清洁组件105转动，清洁组件105对过滤板103顶部积聚的杂质进行清扫，保持过滤板103滤孔通畅。
步骤四、干燥电池板：清洗十分钟后关闭潜水泵11，接着启动热风机，热风通过环形气管34内壁上的出风口均匀吹出，与此同时，伺服电机6往复转动过程中，驱动齿轮7驱动丝杆36同步往复转动，环形气管34沿着防护罩31内壁上下往复移动，环形气管34沿着电池板上下往复吹扫，加快电池板的干燥速度，热风机出风温度为恒定温度为六十度，伺服电机6的输出轴转速为10r/min，且伺服电机6的正、反转动持续时间均为2分钟。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，包括处理箱(1)和固定连接在处理箱(1)左侧壁上的电动伸缩杆(2)以及固定连接在电动伸缩杆(2)顶端的烘干组件(3)，其特征在于：所述处理箱(1)的底部通过螺栓固定连接有底座(4)，且处理箱(1)的内部固定连接有承载板(5)，所述承载板(5)的底部固定连接有伺服电机(6)，所述伺服电机(6)的驱动端转动贯穿承载板(5)并固定连接有驱动齿轮(7)，所述驱动齿轮(7)的顶部开设有六角衔接孔(8)，所述承载板(5)顶部转动设置有夹持组件(9)，且承载板(5)的底部固定连接有过滤组件(10)，所述底座(4)腔体底部固定连接有潜水泵(11)，所述潜水泵(11)的输出端通过三通管固定连接有布水管(12)，所述布水管(12)固定连接在处理箱(1)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述底座(4)的底部固定设置有和处理箱(1)内部相连通的进水管，所述伺服电机(6)的外部固定套设有电机防护罩，电机防护罩通过螺栓固定连接在承载板(5)的底部。
3.根据权利要求2所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述烘干组件(3)包括防护罩(31)和开设在防护罩(31)内壁上的三个滑槽(32)以及滑动连接在滑槽(32)内部的滑块(33)，全部所述滑块(33)的侧壁上共同固定连接有支撑架(35)。
4.根据权利要求3所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述支撑架(35)的内部螺纹连接有丝杆(36)，所述丝杆(36)的底端固定连接有六棱柱(37)，且丝杆(36)的顶端贯穿支撑架(35)通过轴承转动连接在防护罩(31)腔体顶部，所述防护罩(31)的顶部固定连接有热风机，热风机通过管道和环形气管(34)相连接。
5.根据权利要求4所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述夹持组件(9)包括长条底座(91)和固定连接在长条底座(91)底部的转轴(92)以及固定套设在转轴(92)外壁上的从动齿轮(93)，所述长条底座(91)的顶部两侧均开设有T形槽(94)。
6.根据权利要求5所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述T形槽(94)的内部滑动连接有T形块(95)，所述T形块(95)的顶部固定连接有夹持臂(96)，且T形块(95)和T形槽(94)侧壁之间固定连接有弹簧(97)。
7.根据权利要求6所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述转轴(92)通过轴承转动连接在承载板(5)的顶部，所述从动齿轮(93)和驱动齿轮(7)相啮合。
8.根据权利要求7所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统，其特征在于：所述过滤组件(10)包括锥形斗(101)和通过螺栓固定连接在锥形斗(101)底部过滤管(102)，所述过滤管(102)的内部固定连接有过滤板(103)，所述过滤板(103)的底部转动连接有传动轴(104)，所述传动轴(104)的顶端转动贯穿过滤板(103)并固定连接有清洁组件(105)，且传动轴(104)的底端固定连接有叶轮(106)。
9.实施权利要求8所述固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统的处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、放置电池板：清洗电池板前，首先将电池板竖直放置在两个夹持臂(96)的正上方，然后手动向一侧拉动其中一个夹持臂(96)使其沿着T形槽(94)滑动，增加两个夹持臂(96)之间的间距，接着将电池板放入两个夹持臂(96)之间，并向下按压电池板，直到电池板的底部和两个夹持臂(96)的底部相接处，弹簧(97)的弹力推动两个夹持臂(96)将电池板稳定夹固，接着启动电动伸缩杆(2)将烘干组件(3)的高度降低，直至烘干组件(3)完全将处理箱(1)的顶部开口罩住，此时，六棱柱(37)同时进入到六角衔接孔(8)内部；
步骤二、清洗电池板：启动伺服电机(6)带动驱动齿轮(7)在一百二十度范围内往复转动，与此同时，和驱动齿轮(7)相啮合的从动齿轮(93)同步转动，被夹持组件(9)夹持的太阳能电池板随之转动，接着启动潜水泵(11)，处理箱(1)内部的清洗液被潜水泵(11)抽出并通过布水管(12)喷洒出，太阳能电池板转动过程中，其不同的面均被布水管(12)喷出的清洗液冲刷；
步骤三、回收清洗液：冲洗后的清洗液通过承载板(5)表面的通孔受重力作用落到锥形斗(101)内部，清洗液经过过滤板(103)的过滤，洁净的清洗液再次进入到处理箱(1)腔体底部，清洗液集中通过过滤管(102)过程中对叶轮(106)产生冲击，叶轮(106)转动的同时驱动清洁组件(105)转动，清洁组件(105)对过滤板(103)顶部积聚的杂质进行清扫，保持过滤板(103)滤孔通畅；
步骤四、干燥电池板：清洗十分钟后关闭潜水泵(11)，接着启动热风机，热风通过环形气管(34)内壁上的出风口均匀吹出，与此同时，伺服电机(6)往复转动过程中，驱动齿轮(7)驱动丝杆(36)同步往复转动，环形气管(34)沿着防护罩(31)内壁上下往复移动，环形气管(34)沿着电池板上下往复吹扫，加快电池板的干燥速度。
10.根据权利要求9所述的固相反应制备钙钛矿太阳能电池的界面处理系统的处理方法，其特征在于：热风机出风温度为恒定温度为六十度，所述伺服电机(6)的输出轴转速为10r/min，且伺服电机(6)的正、反转动持续时间均为2分钟。
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