CN215834551U - 一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，包括传送带、进仓过渡舱、主真空舱、电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱和出仓过渡舱，主真空舱的左侧与进仓过渡舱连接，其右侧与出仓过渡舱连接，电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱依次设置于主真空舱的上部，传送带横穿进仓过渡舱、主真空舱及出仓过渡舱，其上分别设置有若干支撑台，主真空舱内对应地各沉积舱下方分别设有升降机构，进仓过渡舱的入口、出仓过渡舱的出口以及各舱与真空舱的之间均设有单独控制开闭的舱门，从而待处理产品在各个舱位进行对应处理时，不会相互影响，利于加强沉积组件的界面接触，提升组件的光电转换性能与稳定性。

Description

一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备

技术领域

本实用新型属于钙钛矿太阳能电池组件制备设备技术领域，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备。

背景技术

大面积钙钛矿太阳能电池组件在制备过程中，各功能层的界面处存在较多缺陷，对组件性能与稳定性有不利影响，同时在装配过程中，由于电子传输层、空穴传输层与钙钛矿吸光层采用了不同沉积方法，不同沉积工序一般在不同设备间完成，在传递过程中需要将薄膜进行多次抽真空处理，增加了薄膜污染几率与生产成本，降低了产品的良率。

目前解决钙钛矿电池各膜层界面缺陷的方法主要有对基底进行臭氧处理与膜层前驱液组分调控这两种方法，前者处理工艺较为简便，然而处理过后强氧化性臭氧的排放是一个大问题；后者通常需要在前驱液中引入添加剂等较为昂贵的材料，提高了生产成本，不利于长期、大面积生产。使用电子束蒸发沉积制备具有阵列结构的传输层是一种可以提高界面接触的有效方法，可以有效提升钙钛矿薄膜质量，减少界面缺陷。但通常电子束蒸发源都设置于一个单独的腔体中，沉积薄膜后，需先将其暴露在空气中，再分别放置于单独的化学气相沉积和真空蒸镀等腔体中，经过多个抽真空的步骤，不仅耗时，也会对膜层稳定性产生影响。

因此我们需要对该类设备结构进行改进，解决引起钙钛矿组件效率和稳定性下降的根本问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，其为一种钙钛矿太阳能电池组件在同一真空腔体内完成电子传输层、钙钛矿活性层与空穴传输层的制备，有利于加强钙钛矿太阳能电池组件的界面接触，提升组件的光电转换性能与稳定性。

本实用新型是这样实现的，提供一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，包括传送带、进仓过渡舱、主真空舱、电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱和出仓过渡舱，主真空舱的左侧与进仓过渡舱连通连接，其右侧与出仓过渡舱连通连接，进仓过渡舱与主真空舱之间设置有独立控制开闭的左舱门，进仓过渡舱的左侧设置有独立控制开闭的左外舱门，出仓过渡舱与主真空舱之间设置有独立控制开闭的右舱门，出仓过渡舱的左侧设置有独立控制开闭的右外舱门；电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱从左至右依次设置于主真空舱的上部，电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱与主真空舱之间分别设置有单独控制开闭的第一舱门、第二舱门、第三舱门，所述传送带横穿进仓过渡舱、主真空舱及出仓过渡舱，且传送带上设置有若干随传动带移动的支撑台，支撑台上分别放置有待沉积基板，主真空舱内电子束沉积舱、化学气相沉积舱和热蒸发沉积舱下方分别设有升降机构，且通过各升降机构分别将由传动带输送过来的支撑台举升至对应位置的电子束沉积舱、化学气相沉积舱及热蒸发沉积舱内以及待工作完成后再分别下降复位；在所述电子束沉积舱、化学气相沉积舱和热蒸发沉积舱内分别对应设置有电子束蒸发沉积装置、化学气相沉积装置和热蒸发沉积装置。

进一步地，在进仓过渡舱外分别通过管路连接有第一抽真空装置和第一破真空装置。

进一步地，在主真空舱外通过管路连接有主抽真空装置。

进一步地，在出仓过渡舱外分别通过管路连接有第二抽真空装置和第二破真空装置。

与现有技术相比，本实用新型钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积处理装置，其通过将电子束沉积舱、化学气相沉积舱、热蒸发沉积舱设置于主真空舱上侧，主真空舱左侧、右侧分别与进仓过渡舱、出仓过渡舱连通连接，且进仓过渡舱的入口、出仓过渡舱的出口以及各舱与真空舱的连通之间均设有单独控制开闭的舱门，从而待处理产品在各个舱位进行对应处理时，不会产生相互影响，无需额外的清洗装置。通过多个处理装置设置于同一个真空舱，有利于提高各膜层的稳定性，提升组件的光电转换性能与稳定性，降低了产品的加工处理周期，提升产品生产效率与良率前提下，还降低了占地空间以及生产成本。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1所示，本实用新型一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，包括传送带1、进仓过渡舱2、主真空舱3、电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5、热蒸发沉积舱6和出仓过渡舱7。图中的箭头方向示意的是物流的流动方向。

主真空舱3的左侧与进仓过渡舱2连通连接，其右侧与出仓过渡舱7连通连接。进仓过渡舱2与主真空舱3之间设置有独立控制开闭的左舱门8。进仓过渡舱2的左侧设置有独立控制开闭的左外舱门10，出仓过渡舱7与主真空舱3之间设置有独立控制开闭的右舱门9。出仓过渡舱7的左侧设置有独立控制开闭的右外舱门11。电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5和热蒸发沉积舱6从左至右依次设置于主真空舱3的上部，电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5、热蒸发沉积舱6与主真空舱3之间分别设置有单独控制开闭的第一舱门12、第二舱门13、第三舱门14。

所述传送带1横穿进仓过渡舱1、主真空舱2及出仓过渡舱7，且传送带1上分别设置有若干随传动带1移动的支撑台15，支撑台15上放置有待沉积基板16，主真空舱3内对应于电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5和热蒸发沉积舱6下方分别设有升降机构17，且通过各升降机构17分别将由传动带1输送过来的支撑台15举升至对应位置的电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5及热蒸发沉积舱6内以及待工作完成后再分别下降复位。在所述电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5和热蒸发沉积舱6内分别对应设置有电子束蒸发沉积装置41、化学气相沉积装置51和热蒸发沉积装置61。

初始状态时，左舱门8、左外舱门10、右舱门9和右外舱门11均呈关闭状态，主真空舱3、电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5及热蒸发沉积舱6形成的空间内抽真空从而形成内部真空状态，开启左外舱门10，由传送带1将放置有待沉积基板的支撑台15送入进舱过渡舱2。然后关闭左外舱门10，此时对进舱过渡舱2进行抽真空处理，之后开启左舱门8，通过传送带1将放置有待沉积基板的支撑台15进至主真空舱3内电子束沉积舱4下方。然后通过对应位置的升降机构17，将放置有待沉积基板的支撑台15举升至电子束沉积舱4内，关闭第一舱门12，此时通过电子束蒸发沉积装置41在待沉积基板16上形成电子束诱导沉积薄膜。开启第一舱门12，通过升降机构17将覆有电子束诱导沉积薄膜的基板16随支撑台15下降复位。

通过传送带1继续将该支撑台15送进至化学气相沉积舱5下方，同样通过对应该位置的升降机构17，将覆有电子束诱导沉积薄膜的基板16由支撑台15举升至化学气相沉积舱5内。关闭第二舱门13，此时通过化学气相沉积装置51在电子束诱导沉积薄膜上生成化学气相沉积薄膜，然后开启第二舱门13，通过升降机构17将该依次覆有两层薄膜的基板16随支撑台15下降复位。

通过传送带1再次继续将该支撑台15送进至热蒸发沉积舱6下方，同样通过对应该位置的升降机构17，将依次覆有两层薄膜的基板16由支撑台15举升至热蒸发沉积舱6内，关闭第三舱门14，此时通过热蒸发沉积装置51在化学气相沉积薄膜上生成热蒸发沉积薄膜，开启第三舱门14，通过升降机构17将该依次覆有三层薄膜的基板16随支撑台15下降复位。

开启右舱门9，通过传送带1将覆有三层薄膜的基板16随支撑台15送入出仓过渡舱7，然后关闭开启右舱门9，对出仓过渡舱7进行破真空处理，开启右外舱门11，由传送带1将覆有三层薄膜的基板16随支撑台15送出至下一工艺步骤。

以上步骤循序渐进，当待沉积基板16由支撑台送入进舱过渡舱2前，需要对进舱过渡舱2进行破真空处理，从而避免开启左外舱门10，由于内部真空环境引起破坏，然后将待沉积基板16由支撑台送入进舱过渡舱2，在关闭左外舱门10后进行进舱过渡舱2内抽真空处理；传动带1各移动的支撑台15在对应工序位置进行对应的操作。

在上述实施例的基础上，在进仓过渡舱1外分别通过管路连接有第一抽真空装置18和第一破真空装置19。在主真空舱3外通过管路连接有主抽真空装置22。在出仓过渡舱外分别通过管路连接有第二抽真空装置20和第二破真空装置21。第一抽真空装置18、主抽真空装置22和第二抽真空装置20为抽真空处理装置，用于对应容纳空间内进行抽真空形成真空状态，本专利对于其具体结构不作详述。第一破真空装置19和第二破真空装置21为破真空处理装置，用于对应原本处理真空状态的容纳空间进行破真空，本专利对于其具体结构不作详述。

升降机构17为包括若干由升降驱动器171驱动的承载立柱172，支撑台15的周侧通过同步上升或下降的承载立柱172控制升降。支撑台15可以是直接放置于传动带1上的放置板，或者所述支撑台15与传动带1之间的连接通过伸缩杆24连接，伸缩杆24的下端与传动带1固定连接，其杆伸缩端与支撑台15连接，从而保证其上升或下降具有导向稳定性。

左舱门8、左外舱门10、右舱门9和右外舱门11在关闭后，需要保证其密封性，从而在抽真空时能够保证各容纳空间形成真空状态。第一舱门12、第二舱门13和第三舱门14的设置，其目的在于保证基板16进入电子束沉积舱4、化学气相沉积舱5和热蒸发沉积舱6中进行各道沉积工序时，不会相互影响。且各道工序完成后，进入主真空舱3，各道沉积工序均在真空环境中完成，从而利于加强钙钛矿太阳能电池组件的界面接触，提升组件的光电转换性能与稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，其特征在于，包括传送带（1）、进仓过渡舱（2）、主真空舱（3）、电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）、热蒸发沉积舱（6）和出仓过渡舱（7），主真空舱（3）的左侧与进仓过渡舱（2）连通连接，其右侧与出仓过渡舱（7）连通连接，进仓过渡舱（2）与主真空舱（3）之间设置有独立控制开闭的左舱门（8），进仓过渡舱（2）的左侧设置有独立控制开闭的左外舱门（10），出仓过渡舱（7）与主真空舱（3）之间设置有独立控制开闭的右舱门（9），出仓过渡舱（7）的左侧设置有独立控制开闭的右外舱门（11）；电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）和热蒸发沉积舱（6）从左至右依次设置于主真空舱（3）的上部，电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）、热蒸发沉积舱（6）与主真空舱（3）之间分别设置有单独控制开闭的第一舱门（12）、第二舱门（13）和第三舱门（14），所述传送带（1）横穿进仓过渡舱（2）、主真空舱（3）及出仓过渡舱（7），且传送带（1）上分别设置有若干随传送带（1）移动的支撑台（15），支撑台（15）上放置有待沉积基板（16），主真空舱（3）内对应于电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）和热蒸发沉积舱（6）下方分别设有升降机构（17），且通过各升降机构（17）分别将由传送带（1）输送过来的支撑台（15）举升至对应位置的电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）及热蒸发沉积舱（6）内以及待工作完成后再分别下降复位；在所述电子束沉积舱（4）、化学气相沉积舱（5）和热蒸发沉积舱（6）内分别对应设置有电子束蒸发沉积装置（41）、化学气相沉积装置（51）和热蒸发沉积装置（61）。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，其特征在于，在进仓过渡舱（2）外分别通过管路连接有第一抽真空装置（18）和第一破真空装置（19）。

3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，其特征在于，在主真空舱（3）外通过管路连接有主抽真空装置（22）。

4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件薄膜沉积设备，其特征在于，在出仓过渡舱外分别通过管路连接有第二抽真空装置（20）和第二破真空装置（21）。

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