CN220156970U - 一种钙钛矿太阳能电池退火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种钙钛矿太阳能电池退火装置，钙钛矿太阳能电池退火装置包括退火炉和真空组件，所述退火炉内设置有腔体和设置在所述腔体内的退火组件，所述腔体与所述真空组件连通；所述退火组件包括多个退火单元，每一所述退火单元包括壳体、加热件、排气管和用于承接基板的支架，所述壳体内设置有退火室，所述退火室通过所述排气管与所述腔体连通；所述加热件和所述支架分别设置于所述退火室内，所述加热件位于所述支架一侧，且所述加热件的加热方向朝向所述支架上的基板表面。本实用新型的钙钛矿太阳能电池退火装置通过设置多个退火单元同时对多片基板退火，每个退火室独立控制，使得基板受热均匀，满足不同退火工艺需求。

Description

一种钙钛矿太阳能电池退火装置

技术领域

本实用新型涉及钙钛矿太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池退火装置。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由于其不断刷新的光电转换效率而受到大量的关注，产业化的研究也在不断的进行。钙钛矿太阳能电池的光吸收层的材料为钙钛矿膜。钙钛矿层是决定器件转换效率的关键膜层，钙钛矿制备方法主要为涂布或蒸镀工艺，两种工艺方法制备的钙钛矿薄膜，都需经退火以促进钙钛矿结晶。目前，通常采用热板退火或干燥炉退火，但都有一定的退火缺陷，存在基板受热变形，温度不均等问题。此外，以热风循环方式的隧道炉和层次炉，升温速率慢，基板热均匀性不好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有的钙钛矿太阳能电池退火装置在退火过程中基板受热不均的问题，提供一种钙钛矿太阳能电池退火装置。

本实用新型提供了一种钙钛矿太阳能电池退火装置，包括退火炉和真空组件，所述退火炉内设置有腔体和设置在所述腔体内的退火组件，所述腔体与所述真空组件连通；所述退火组件包括多个退火单元，每一所述退火单元包括壳体、加热件、排气管和用于承接基板的支架，所述壳体内设置有退火室，所述退火室通过所述排气管与所述腔体连通；所述加热件和所述支架分别设置于所述退火室内，所述加热件位于所述支架一侧，且所述加热件的加热方向朝向所述支架上的基板的表面。

可选地，所述钙钛矿太阳能电池退火装置还包括两个中转室，两个所述中转室分别与所述腔体连通，所述中转室与所述腔体之间设置有传送口，所述传送口处设置有第一开闭阀。

可选地，所述退火组件还包括升降驱动件，多个所述退火单元的所述壳体沿竖直方向依次堆叠连接，所述升降驱动件与位于端部的所述壳体连接，用于驱动所述退火单元沿竖直方向移动至传送口。

可选地，所述支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架平行设置，所述第一支架和所述第二支架上分别转动设置有多个第一传送轮，用于驱动所述基板向所述传送口的方向移动。

可选地，所述中转室内设置有传送组件，所述传送组件包括两个平行设置的导轨和多个第二传送轮，多个所述第二传送轮可转动地设置于所述导轨上，用于驱动所述中转室内的基板沿所述导轨的延伸方向移动。

可选地，所述加热件包括多个红外加热丝，多个所述红外加热丝沿一预设方向间隔设置形成加热面，所述加热面的面积大于所述基板的面积。

可选地，所述加热件还包括保护套，每一所述红外加热丝的外周设置有所述保护套。

可选地，所述退火单元还包括第一进气管道和第二进气管道，所述第一进气管道和所述第二进气管道分别与所述退火室连通，所述第一进气管道上设置有第一进气阀，所述第二进气管道上设置有第二进气阀。

可选地，所述加热件设置在所述支架上方，所述支架背离所述加热件的一侧设置有多孔分散板；所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述退火室的连通处位于所述多孔分散板背离所述加热件的一侧；

或，所述加热件设置在所述支架下方，所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述退火室的连通处位于所述加热件背离所述支架的一侧。

可选地，所述壳体上设置有门组件，所述门组件包括门和门阀，所述门阀连接于所述门和所述壳体之间。

在本实用新型中，通过设置多个退火单元同时对多片基板退火，每个退火室独立控制，在满足多片基板同时退火的同时，满足同时进行不同退火工艺的需求，提高了生产效率和具有高度的兼容性。加热件位于支架一侧，且加热件的加热方向朝向支架上的基板的表面，使得基板表面受热均匀。通过设置真空组件，使得腔体和退火室内的真空度可控，便于控制基板的退火条件。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池退火装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池退火装置的退火单元的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池退火装置的退火单元的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、退火炉；11、腔体；

21、壳体；211、门；22、加热件；221、红外加热丝；222、保护套；23、排气管；24、支架；241、第一支架；242、第二支架；25、退火室；26、多孔分散板；

3、基板；4、连接管；

5、中转室；51、传送口；52、第一开闭阀；53、第二开闭阀；

6、升降驱动件；

71、第一进气管道；72、第二进气管道；73、第一进气阀；74、第二进气阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“上”、“下”、“内”、“外”等方位用词，仅以使用本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1-图3所示，本实用新型的一实施例的一种钙钛矿太阳能电池退火装置，包括退火炉1和真空组件，所述退火炉1内设置有腔体11和设置在所述腔体11内的退火组件，所述腔体11与所述真空组件连通。所述退火组件包括多个退火单元，每一所述退火单元包括壳体21、加热件22、排气管23和用于承接基板3的支架24，所述壳体21内设置有退火室25，所述退火室25通过所述排气管23与所述腔体11连通。所述加热件22和所述支架24分别设置于所述退火室25内，所述加热件22位于所述支架24一侧，且所述加热件22的加热方向朝向所述支架24上的基板3的表面。

具体地，真空组件包括连接管4和真空泵(图中未显示)，真空泵通过连接管4与腔体11连通。

在本实施例中，通过设置多个退火单元同时对多片基板3退火，每个退火室25独立控制，在满足多片基板3同时退火的同时，满足同时进行不同退火工艺的需求，提高了生产效率和具有高度的兼容性。加热件22位于支架24一侧，且加热件22的加热方向朝向支架24上的基板3的表面，使得基板3表面受热均匀。通过设置真空组件，使得腔体11和退火室25内的真空度可控，便于控制基板3的退火条件。

如图1和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述钙钛矿太阳能电池退火装置还包括两个中转室5，两个所述中转室5分别与所述腔体11连通，所述中转室5与所述腔体11之间设置有传送口51，所述传送口51处设置有第一开闭阀52。具体地，中转室5远离腔体11的一端设置有第二开闭阀53。通过在退火炉1两侧设置中转室5，一个中转室5远离退火炉1的一端连接真空蒸镀腔，另一中转室5远离退火炉1的一端连接蒸镀钝化层腔室，通过设置中转室5，避免钙钛矿膜层退火前后与空气接触，以及传输时气氛切换，减少了基板3表面污染物的引入。

如图1所示，在本实用新型的一实施例中，所述退火组件还包括升降驱动件6，多个所述退火单元的所述壳体21沿竖直方向依次堆叠连接，所述升降驱动件6与位于端部的所述壳体21连接，用于驱动所述退火单元沿竖直方向移动至传送口51。具体地，升降驱动件6为电机或气缸，升降驱动件6设置在腔体11底部，通过升降驱动件6实现退火单元与中转室5的对接。

在本实用新型的另一实施例中，退火组件还包括水平驱动件(图中未显示)，多个所述退火单元的所述壳体21沿水平方向依次堆叠连接，所述水平驱动件与位于端部的所述壳体21连接，用于驱动所述退火单元沿水平方向移动至传送口51。

如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述支架24包括第一支架241和第二支架242，所述第一支架241和所述第二支架242平行设置，所述第一支架241和所述第二支架242上分别转动设置有多个第一传送轮(图中未显示)，用于驱动所述基板3向所述传送口51的方向移动。基板3设置在第一支架241和第二支架242上，通过在第一支架241和第二支架242上设置第一传送轮，实现基板3的运输，结构简单。具体地，第一传送轮的转动可通过转动电机或旋转气缸实现。

在本实用新型的一实施例中，所述中转室5内设置有传送组件(图中未显示)，所述传送组件包括两个平行设置的导轨和多个第二传送轮，多个所述第二传送轮可转动地设置于所述导轨上，用于驱动所述中转室5内的基板3沿所述导轨的延伸方向移动。

如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述加热件22包括多个红外加热丝221，多个所述红外加热丝221沿一预设方向间隔设置形成加热面，所述加热面的面积大于所述基板3的面积。通过采用红外加热丝221对基板3进行加热，加热效率高、速率快、均匀性好，解决了传统热板方式因玻璃变形导致的受热不均问题，以及热风加热效率低的问题。

如图2和3所示，在本实用新型一些实施例中，所述加热件22还包括保护套222，每一所述红外加热丝221的外周设置有所述保护套222。具体地，保护套222为陶瓷保护套222，便于维护清理和保持退火室25内部清洁。

如图2和3所示，在本实用新型一些实施例中，所述退火单元还包括第一进气管道71和第二进气管道72，所述第一进气管道71和所述第二进气管道72分别与所述退火室25连通，所述第一进气管道71上设置有第一进气阀73，所述第二进气管道72上设置有第二进气阀74。具体地，通过第一进气管道71在退火时补充水蒸气，使得退火室25内的湿度控制在一定范围内，通过第二进气管道72在退火前向退火室25内补充碘甲胺蒸汽，便于钙钛矿结晶和形成大尺寸晶粒，提高钙钛矿器件的效率和稳定性。在退火过程中，通过第一进气阀73和第二进气阀74可精确控制工艺气体氛围，提升退火工艺效率。

如图2所示，在本实用新型一些实施例中，所述加热件22设置在所述支架24上方，所述支架24背离所述加热件22的一侧设置有多孔分散板26。所述第一进气管道71和所述第二进气管道72与所述退火室25的连通处位于所述多孔分散板26背离所述加热件22的一侧。通过设置多孔分散板26，使得通入的气体分散均匀。具体地，加热件22与基板3之间的间距设置为5-10cm。

如图3所示，在本实用新型另一实施例中，所述加热件22设置在所述支架24下方，所述第一进气管道71和所述第二进气管道72与所述退火室25的连通处位于所述加热件22背离所述支架24的一侧。

如图1所示，在本实用新型一些实施例中，所述壳体21上设置有门组件，所述门组件包括门211和门阀(图中未显示)，所述门阀连接于所述门211和所述壳体21之间。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，包括退火炉和真空组件，所述退火炉内设置有腔体和设置在所述腔体内的退火组件，所述腔体与所述真空组件连通；所述退火组件包括多个退火单元，每一所述退火单元包括壳体、加热件、排气管和用于承接基板的支架，所述壳体内设置有退火室，所述退火室通过所述排气管与所述腔体连通；所述加热件和所述支架分别设置于所述退火室内，所述加热件位于所述支架一侧，且所述加热件的加热方向朝向所述支架上的基板的表面。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池退火装置还包括两个中转室，两个所述中转室分别与所述腔体连通，所述中转室与所述腔体之间设置有传送口，所述传送口处设置有第一开闭阀。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述退火组件还包括升降驱动件，多个所述退火单元的所述壳体沿竖直方向依次堆叠连接，所述升降驱动件与位于端部的所述壳体连接，用于驱动所述退火单元沿竖直方向移动至传送口。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架平行设置，所述第一支架和所述第二支架上分别转动设置有多个第一传送轮，用于驱动所述基板向所述传送口的方向移动。

5.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述中转室内设置有传送组件，所述传送组件包括两个平行设置的导轨和多个第二传送轮，多个所述第二传送轮可转动地设置于所述导轨上，用于驱动所述中转室内的基板沿所述导轨的延伸方向移动。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述加热件包括多个红外加热丝，多个所述红外加热丝沿一预设方向间隔设置形成加热面，所述加热面的面积大于所述基板的面积。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述加热件还包括保护套，每一所述红外加热丝的外周设置有所述保护套。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述退火单元还包括第一进气管道和第二进气管道，所述第一进气管道和所述第二进气管道分别与所述退火室连通，所述第一进气管道上设置有第一进气阀，所述第二进气管道上设置有第二进气阀。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述加热件设置在所述支架上方，所述支架背离所述加热件的一侧设置有多孔分散板；所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述退火室的连通处位于所述多孔分散板背离所述加热件的一侧；

或，所述加热件设置在所述支架下方，所述第一进气管道和所述第二进气管道与所述退火室的连通处位于所述加热件背离所述支架的一侧。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池退火装置，其特征在于，所述壳体上设置有门组件，所述门组件包括门和门阀，所述门阀连接于所述门和所述壳体之间。