CN215896439U - 一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，包括：平台；基片，基片设置在所述平台上，用于成型膜层；腔盖，腔盖可上下移动地设置在平台上，腔盖能够将基片扣合在由腔盖和平台围成的封闭腔内，腔盖上设置有真空管道，真空管道能够连通封闭腔与真空泵。由于成型膜层后，直接将腔盖降落下就可以对成型膜层进行原位闪蒸，省去了将膜层从成膜设备到闪蒸设备的周转时间，从而避免了溶剂在自然状态下挥发，进而确保了成品质量。为了避免真空泵开机占用时间，从而更进一步避免膜层在自然状态下挥发溶剂，本实用新型在真空管上设置了电磁阀，并使真空泵为常开状态。一旦基片上的膜层成型，在电磁阀打开后就能够立即对封闭腔进行抽真空。

Description

一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置

技术领域

本实用新型涉及钙钛矿太阳能电池的成膜技术领域，更具体地说，涉及一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置。

背景技术

钙钛矿型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。并且，钙钛矿太阳能的光电转换效率在短短几年内提升了数倍，表现出非常优异的光电性能。钙钛矿太阳能电池的膜层的制备方法如下：在基板上制备一层透明导电薄膜，用于受光侧的电极层，然后在透明导薄膜上制备一层载流子传输层，在载流子传输层上方制备钙钛矿层作为光吸收层，然后在光吸收层上制备另一侧的载流子传输层，最后再制备金属层作为另一侧的透明导电薄膜。

在现有技术中，通常是采用刮涂的工艺来制备膜层。在刮涂完成后，需要将成型膜层转移到真空腔体中去除溶剂，此为闪蒸工艺。在现有技术中，用于刮涂膜层的设备和用于闪蒸的设备为两套独立的设备。在刮涂设备中将膜层刮涂成型后，需要将成型的膜层转移到闪蒸设备中进行闪蒸。但是，在将膜层从刮涂设备转移到闪蒸设备的过程中，膜层中的部分溶剂会挥发，而在自然状态下溶剂的挥发会影响成品质量。

因此，如何缩短膜层的周转时间，从而避免溶剂在自然状态下挥发，进而确保成品质量，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是缩短膜层的周转时间，从而避免溶剂在自然状态下挥发，进而确保成品质量。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，包括：

平台；

基片，所述基片设置在所述平台上，用于成型膜层；

腔盖，所述腔盖可上下移动地设置在所述平台上，所述腔盖能够将所述基片扣合在由所述腔盖和所述平台围成的封闭腔内，所述腔盖上设置有真空管道，所述真空管道能够连通所述封闭腔与真空泵。

优选地，所述真空管上设置有电磁阀，所述电磁阀用于导通或闭合所述真空管，所述真空泵为常开状态。

优选地，所述真空管为多个，多个所述真空管相对于所述基片均匀布置。

优选地，所述真空管为多个，两个或多个所述真空管通过连接管与所述真空泵连接，所述连接管上设置有电磁阀，所述真空泵为常开状态。

优选地，所述平台上设置有密封圈，所述密封圈围绕所述基片布置，所述腔盖上设置有能够与所述密封圈配合的密封圈凹槽。

优选地，所述平台上设置有吸附孔，所述吸附孔与负压泵连通，所述吸附孔用于吸附所述基片。

优选地，还包括涂布头，所述涂布头的两侧分别连接有一个驱动杆，所述驱动杆上连接有滑块，所述滑块配合于滑轨内，所述滑轨沿着所述涂布头的刮涂方向延伸，所述驱动杆由直线驱动装置驱动。

优选地，所述直线驱动装置为直线电机，每个所述驱动杆由一个所述直线电机驱动。

优选地，所述腔盖由气缸驱动。

优选地，所述腔盖的上方设置有固定板，所述固定板上设置有导向孔，所述腔盖的上表面上设置有导向柱，所述导向柱配合于所述导向孔内。

从上述技术方案可以看出，在初始状态时，腔盖位于平台的上方，基片暴露在外，因此可以在基片上刮涂膜层。在刮涂完毕后，腔盖下移，将基片扣合在封闭腔内，导通真空泵和真空管以对封闭腔抽真空，进行闪蒸，以去除溶剂。由于成型膜层后，直接将腔盖降落下就可以对成型膜层进行原位闪蒸，省去了将膜层从成膜设备到闪蒸设备的周转时间，从而避免了溶剂在自然状态下挥发，进而确保了成品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1为本实用新型一具体实施例提供的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置处于闪蒸作业时某个瞬间的状态图；

图2为本实用新型一具体实施例提供的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置处于刮涂作业时某个瞬间的状态图；

图3为本实用新型一具体实施例提供的驱动杆和滑轨的俯视图；

图4为本实用新型一具体实施例提供的腔盖、固定板与导向柱的主视图。

其中，1为平台、2为基片、3为腔盖、4为真空管、5为电磁阀、6为涂布头、7为气缸、8为密封圈、9为滑轨、10为驱动杆、11为固定板、12为导向柱。

具体实施方式

本实用新型公开了一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，该装置能够在膜层的位置不发生变化的情况下立即对膜层进行闪蒸，从而避免溶剂在自然状态下挥发，进而确保成品质量。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型公开了一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，该装置包括平台1、基片2以及腔盖3。其中，基片2设置在平台1上，用于成型膜层。腔盖3可上下移动地设置在平台1上。腔盖3扣合在平台1上后，与平台1围成封闭腔，而基片2位于该封闭腔内。即腔盖3能够将基片2扣合在由腔盖3和平台1围成的封闭腔内，如附图1所示。腔盖3上设置有真空管4，真空管4能够连通封闭腔和真空泵。

请参考附图2，在初始状态时，腔盖3位于平台1的上方，基片2暴露在外，因此可以在基片2上刮涂膜层。在刮涂完毕后，腔盖3下移，将基片2扣合在封闭腔内，导通真空泵和真空管4以对封闭腔抽真空，进行闪蒸，以去除溶剂。由于成型膜层后，直接将腔盖3降落下就可以对成型膜层进行原位闪蒸，省去了将膜层从成膜设备到闪蒸设备的周转时间，从而避免了溶剂在自然状态下挥发，进而确保了成品质量。

在基片2上成型膜层后，为了避免真空泵开机占用时间，从而更进一步避免膜层在自然状态下挥发溶剂，本实用新型作出了如下设计：在真空管4上设置电磁阀5，电磁阀5用于导通或闭合真空管4。真空泵为常开状态。一旦基片2上的膜层成型，那么立即降落腔盖3，之后打开电磁阀5。由于真空泵为常开状态，那么在电磁阀5打开后就能够立即对封闭腔进行抽真空。

为了确保基片2表面的抽速均匀，本实用新型将真空管4设置为多个，多个真空管4相对于基片2来说为均匀分布。

真空管4与真空泵还可以采用如下连接方式：将两个或多个真空管4通过一根连接管与真空泵连接，也可以将所有的真空管4通过一根连接管与真空泵连接。在连接管上设置上电磁阀5，并使真空泵处于常开状态。如果需要抽真空，那么只要打开电磁阀5，就可以立即对封闭腔进行抽真空。采用本实施例中的连接方式，能够减少电磁阀5的用量。

为了确保腔盖3与平台1围成的封闭腔的密封性，本实用新型还作出了如下设计：在平台1上围绕基片2设置密封圈8，腔盖3上设置有能够与密封圈8配合的密封凹槽。在腔盖3降落到平台1上后，平台1上的密封圈8恰好受压进入密封凹槽内。

为了确保腔盖3上下移动的稳定性和精度，本实用新型还设置了导向柱12和固定板11，如附图4所示。固定板11设置在腔盖3的上方。具体地，固定板11可以固定在周围的机架上。另外，固定板11还可以固定在支撑架上，支撑架设置在地面上。固定板11上设置有导向孔。导向柱12设置在腔盖3的上表面，导向柱12与腔盖3固连。导向柱12穿设在导向孔内。在腔盖3移动的过程中，受到导向柱12与导向孔的配合作用，腔盖3能够稳定地上下移动，且能够精准地扣合在平台1上。密封圈8能够准确地进入到密封圈凹槽内。所围成的封闭腔也为预设的封闭腔，能够准确地将基片2扣合在内。

基于均匀导向考虑，本实用新型将导向柱12设置为两个，两个导向柱12分布在腔盖3的两端。

需要说明的是，腔盖3下方设置有刮涂膜层的涂布头6，因此，将导向柱12和固定板11设置在腔盖3的上方能够避免与涂布头6发生干涉。

还需要说明的是，腔盖3的上下移动可以由气缸7来驱动。气缸7便于控制，且作业精度较高。

由上文的描述可知基片2设置在平台1上，在进行刮涂膜层的过程中需要确保基片2固定不动。为此，本实用新型在平台1上设置了吸附孔。吸附孔为多个，多个吸附孔相对于基片2均匀分布。所有的吸附孔均与负压泵连通。在刮涂膜层的过程中，启动负压泵，使吸附孔产生负压，从而将基片2牢牢吸附住。

在本领域内通常是采用涂布头6在基片2上刮涂膜层。涂布头6需要从基片2的一侧移动到另一侧。在本实用新型中，请参考附图3，涂布头6的驱动方式如下：在涂布头6的两侧分别连接一个驱动杆10。驱动杆10上连接有滑块，滑块配合于滑轨9内。由于有两个驱动杆10，那么对应地有两个滑块和两个滑轨9。滑轨9沿着涂布头6的移动方向延伸。驱动杆10沿着垂直于滑轨9的方向设置。驱动杆10由直线驱动装置驱动。直线驱动装置用于输出直线，从而驱动驱动杆10沿着滑轨9移动。本实用新型将直线驱动装置优选为直线电机。并且，直线电机为两个，每个直线电机驱动一个驱动杆10。

通过上述的描述可知，在刮涂之前涂布头6位于平台1的一侧，随着刮涂的进行，涂布头6会移动到平台1的另一侧。在涂布头6移动的过程中，腔盖3位于基片2的上方，驱动杆10和涂布头6刚好从腔盖3与基片2之间的空隙穿过。在刮涂完成后，涂布头6停在腔盖3投影的范围之外，如此，腔盖3在降落的过程中不会与涂布头6或者驱动杆10发生干涉。

本实用新型驱动杆10的设置，不仅能够使涂布头6实现直线刮涂动作，同时能够确保驱动杆10不会与腔盖3发生干涉。如此，能够确保刮涂作业和抽真空作业互不干涉，在基片2位置不发生变化的情况下依次完成刮涂作业和抽真空作业。

最后，还需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，包括：

平台；

基片，所述基片设置在所述平台上，用于成型膜层；

腔盖，所述腔盖可上下移动地设置在所述平台上，所述腔盖能够将所述基片扣合在由所述腔盖和所述平台围成的封闭腔内，所述腔盖上设置有真空管道，所述真空管道能够连通所述封闭腔与真空泵。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述真空管上设置有电磁阀，所述电磁阀用于导通或闭合所述真空管，所述真空泵为常开状态。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述真空管为多个，多个所述真空管相对于所述基片均匀布置。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述真空管为多个，两个或多个所述真空管通过连接管与所述真空泵连接，所述连接管上设置有电磁阀，所述真空泵为常开状态。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述平台上设置有密封圈，所述密封圈围绕所述基片布置，所述腔盖上设置有能够与所述密封圈配合的密封圈凹槽。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述平台上设置有吸附孔，所述吸附孔与负压泵连通，所述吸附孔用于吸附所述基片。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，还包括涂布头，所述涂布头的两侧分别连接有一个驱动杆，所述驱动杆上连接有滑块，所述滑块配合于滑轨内，所述滑轨沿着所述涂布头的刮涂方向延伸，所述驱动杆由直线驱动装置驱动。

8.根据权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述直线驱动装置为直线电机，每个所述驱动杆由一个所述直线电机驱动。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述腔盖由气缸驱动。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池原位闪蒸成膜装置，其特征在于，所述腔盖的上方设置有固定板，所述固定板上设置有导向孔，所述腔盖的上表面上设置有导向柱，所述导向柱配合于所述导向孔内。

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