CN221197834U - 薄膜干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种薄膜干燥装置。薄膜干燥装置应用于钙钛矿湿膜的干燥，薄膜干燥装置包括：处理容器，处理容器构造有处理腔，处理腔具有第一入口和第一出口，处理腔内设有载台，载台用于承载钙钛矿湿膜；处理气体提供单元，与处理腔连通，并用于向处理腔提供处理气体，处理气体包括反溶剂气体和载气；溶剂回收单元，溶剂回收单元具有第二入口和第二出口，第二入口与处理腔的第一出口连通，第二出口与处理腔的第一入口连通，溶剂回收单元用于至少对萃取混合物中包含的溶剂进行吸收，萃取混合物为经第一出口进入第二入口内的萃取完毕的处理气体。本申请提供的薄膜干燥装置去除溶剂的效果较好，并且能够改善钙钛矿薄膜的成膜质量。

Description

薄膜干燥装置

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种薄膜干燥装置。

背景技术

在光伏领域，具有钙钛矿结构的有机-金属卤化物作为一种光吸收材料，以其独特的性质引起光伏界的极大关注，钙钛矿电池的转换效率近几年突飞猛进，因此也得到越来越广泛地应用。钙钛矿薄膜作为钙钛矿电池中光电转换基本材料，是钙钛矿电池的关键与核心。目前，钙钛矿薄膜的制备工艺主要采用溶液法，目前高效率钙钛矿薄膜的制备以DMF、DMSO的混合溶剂体系为主。其中DMF(二甲基甲酰胺)有毒性，可以经呼吸道、皮肤和胃肠道吸收进入体内，对人体造成损伤。相关技术中，大多设置溶剂回收装置对DMF进行回收处理，例如用抽真空法或吹气法等方法将溶剂从钙钛矿湿膜中除去，并利用溶剂回收装置进行回收，但该方法存在钙钛矿薄膜的成膜质量不稳定的问题。

实用新型内容

基于此，本申请提供一种薄膜干燥装置，去除溶剂的效果较好，并且能够改善钙钛矿薄膜的成膜质量。

本申请实施例提供一种薄膜干燥装置，应用于钙钛矿湿膜的干燥，薄膜干燥装置包括：

处理容器，处理容器构造有处理腔，处理腔具有第一入口和第一出口，处理腔内设有载台，载台用于承载钙钛矿湿膜；

处理气体提供单元，与处理腔连通，并用于向处理腔提供处理气体，处理气体包括反溶剂气体和载气；

溶剂回收单元，溶剂回收单元具有第二入口和第二出口，第二入口与处理腔的第一出口连通，第二出口与处理腔的第一入口连通，溶剂回收单元用于至少对萃取混合物中包含的溶剂进行吸收，萃取混合物为经第一出口进入第二入口内的萃取完毕的处理气体。

在其中一个实施例中，处理气体提供单元包括反溶剂气体容器和载气容器，第一入口上连接有第一管道，第二出口上连接有第二管道，反溶剂气体容器和载气容器均连通于第一管道，第二管道的背离溶剂回收单元的一端连通于第一管道。

在其中一个实施例中，反溶剂气体容器通过第三管道连接于第一管道，载气容器通过第四管道连接于第一管道，第三管道第四管道上分别设有第三开闭阀和第四开闭阀。

在其中一个实施例中，处理容器内还设有压力传感器，压力传感器用于检测处理腔内的压力值；

薄膜干燥装置还包括控制器，控制器与压力传感器和第四开闭阀电连接，控制器用于在处理腔内的压力值小于预设压力值时控制第四开闭阀打开，以使载气容器中的载气进入处理腔室中。

在其中一个实施例中，处理容器内还设有压力传感器，压力传感器用于检测处理腔内的压力值；

薄膜干燥装置还包括控制器，控制器用于控制第三开闭阀和第四开闭阀打开，并在处理腔内的压力值达到预设压力值时关闭第四开闭阀。

在其中一个实施例中，薄膜干燥装置还包括混合容器，混合容器的入口连通于反溶剂气体容器和载气容器，混合容器的出口连通于第一管道。

在其中一个实施例中，第一管道和第二管道通过第五管道连通，第五管道上连接有驱动泵。

在其中一个实施例中，溶剂回收单元包括回收容器和设于回收容器中的吸附柱，第二入口和第二出口均设置在回收容器上，吸附柱被配置为能够吸收萃取混合物中的反溶剂气体和溶剂。

在其中一个实施例中，载气包括氮气、氦气、氩气的至少一者，反溶剂气体包括甲苯，氯苯，苯甲醚、乙醚、异丙醇、丙酮中的至少一者。

在其中一个实施例中，载台中还设有加热装置。

上述的薄膜干燥装置的有益效果：

通过处理气体提供单元向处理腔提供处理气体，处理气体包括反溶剂气体和载气，因此，处理气体能够萃取处理气体钙钛矿湿膜中的溶剂。这样，溶剂从钙钛矿湿膜中挥发出来的同时被处理气体吸收，以此完成钙钛矿结晶成膜过程中蒸发出的溶剂被第一次充分吸收的过程。

由于第二入口与处理腔的第一出口连通，由此，萃取混合物再经过溶剂回收单元进行第二次处理，萃取混合物中的溶剂被再次吸收，由此，钙钛矿湿膜中蒸发出来的溶剂经过两次处理后，去除溶剂的效果较好。

另外，第二出口与处理腔的第一入口连通，因此，处理气体中未被吸收的处理气体和载气再次进入到处理腔中进行重复循环利用，可以节省成本，另外，由于薄膜干燥装置中处理气体在处理容器和溶剂回收单元之间形成一个循环，容易保证处理腔中气氛的稳定性，能够改善钙钛矿成膜的质量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的薄膜干燥装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的薄膜干燥装置的另一种结构的示意图。

附图标号说明：

100、薄膜干燥装置；10、处理容器；11、第一入口；111、第一管道；112、第二管道；113、第三管道；114、第四管道；115、第五管道；116、第六管道；12、第一出口；13、载台；14、钙钛矿湿膜；20、处理气体提供单元；21、反溶剂气体容器；22、载气容器；30、溶剂回收单元；31、第二入口；32、第二出口；33、回收容器；

A、处理腔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型能够以很多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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面结合附图说明本申请实施例的薄膜干燥装置。需要说明的是，本申请以薄膜干燥中装置应用在钙钛矿电池的制作中为例进行说明，对于其他类型薄膜的干燥情况与此类似，此处不再赘述。

图1为本申请实施例提供的薄膜干燥装置的结构示意图，图2为本申请实施例提供的薄膜干燥装置的另一种结构的示意图。

参照图1，本申请实施例提供的薄膜干燥装置，应用于钙钛矿湿膜的干燥，可以将钙钛矿湿膜干燥成为钙钛矿薄膜。

薄膜干燥装置100包括处理容器10、处理气体提供单元20以及溶剂回收单元30。

处理容器10构造有处理腔A，处理腔A具有第一入口11和第一出口12，处理腔A内设有载台13，载台13用于承载钙钛矿湿膜14。处理气体提供单元20与处理腔A连通，并用于向处理腔A提供处理气体，处理气体包括反溶剂气体和载气。

溶剂回收单元30具有第二入口31和第二出口32，第二入口31与处理腔A的第一出口12连通，第二出口32与处理腔A的第一入口11连通，溶剂回收单元30用于至少对萃取混合物中包含的溶剂进行吸收，萃取混合物为经第一出口12进入第二入口31内的萃取完毕的处理气体。

通过处理气体提供单元20向处理腔A提供处理气体，处理气体包括反溶剂气体和载气，因此，处理气体能够萃取钙钛矿湿膜14中的溶剂。这样，溶剂从钙钛矿湿膜14中挥发出来的同时被处理气体吸收，以此完成钙钛矿结晶成膜过程中蒸发出的溶剂被第一次充分吸收的过程。

由于第二入口31与处理腔A的第一出口12连通，由此，萃取混合物再经过溶剂回收单元30进行第二次处理，萃取混合物中的溶剂被再次吸收，由此，钙钛矿湿膜14中蒸发出来的溶剂经过两次处理后，去除溶剂的效果较好。

另外，第二出口32与处理腔A的第一入口11连通，如图1中的虚线箭头所示，处理气体中未被吸收的处理气体和载气再次进入到处理腔A中进行重复循环利用，可以节省成本，另外，由于薄膜干燥装置100中处理气体在处理容器10和溶剂回收单元30之间形成一个循环，容易保证处理腔A中气氛的稳定性，能够改善钙钛矿成膜的质量。

进一步地，载台13可以是热台，即载台13内可以设置有加热装置，以对钙钛矿湿膜14进行加热。

本申请实施例中，参照图2，处理气体提供单元20包括反溶剂气体容器21和载气容器22，第一入口11上连接有第一管道111，第二出口32上连接有第二管道112，反溶剂气体容器21和载气容器22均连通于第一管道111，第二管道112的背离溶剂回收单元30的一端连通于第一管道111。

具体实现时，反溶剂气体容器21、载气容器22均通过一个连接管道与第一管道111连通，第二管道112也通过一个连接管道与第一管道111连通。

另外，可以在各个管道上均设有开闭阀(未图示)以控制相应连接管道的通断。例如，在第一管道111和第二管道112上分别设有第一开闭阀和第二开闭阀。

示例性地，反溶剂气体容器21通过第三管道113连接于第一管道111，载气容器22通过第四管道114连接于第一管道111，第三管道113第四管道114上分别设有第三开闭阀和第四开闭阀(未图示)。

进一步地，处理容器10内还设有压力传感器(未图示)，压力传感器用于检测处理腔A内的压力值。

薄膜干燥装置100还包括控制器，控制器与压力传感器和第四开闭阀电连接，控制器用于在处理腔A内的压力值小于预设压力值时控制第四开闭阀打开，以使载气容器22中的载气进入处理腔A室中。在薄膜干燥装置100的正常运转过程中，难免会出现随着运行时间的推移，处理腔A内压力不够的情况，如此设置，在压力传感器检测到处理腔A内压力不达标的情况下，可以及时打开第四开闭阀补充载气。

在其他一些实施例中，控制器用于控制第三开闭阀和第四开闭阀打开，并在处理腔A内的压力值达到预设压力值时关闭第四开闭阀。例如在薄膜干燥装置100刚开始运行时，控制器控制第三开闭阀和第四开闭阀打开，使得反溶剂气体和载气进入到处理腔A中，在压力值达到预设压力值时，关闭第四开闭阀，将载气关闭，在整个萃取过程中，始终控制第三开闭阀保持打开状态，如此，可以在处理气体循环的过程中，保证处理气体中反溶剂气体的量达到一定值。

进一步地，在钙钛矿薄膜制备完毕后，在最后阶段，可以控制第三开闭阀关闭，控制第四开闭阀打开，以利用载气对处理腔A内部进行冲洗。

本申请实施例中，薄膜干燥装置100还包括混合容器(未图示)，混合容器的入口连通于反溶剂气体容器21和载气容器22，混合容器的出口连通于第一管道111。这样，可以将反溶剂气体和载气进行充分混合均匀。

进一步地，参照图1，第一管道111和第二管道112可以通过第五管道115连通，第五管道115上可以连接有驱动泵。如此便于溶剂回收单元30中的萃取气体和载气更快循环至处理腔A中，并且，可以通过控制驱动泵的功率使得循环过程更为稳定，使得处理腔A内的气氛保持稳定，利于稳定钙钛矿薄膜的成膜质量。

另外，处理容器10的第一出口12和溶剂回收单元30的第二入口31之间还连接有第六管道116，第六管道116上可以设有第六开闭阀，以控制第六管道115的开闭。

本申请实施例中，继续参照图2，溶剂回收单元30包括回收容器和设于回收容器中的吸附柱(未图示)，第二入口31和第二出口32均设置在回收容器上，吸附柱被配置为能够吸收萃取混合物中的反溶剂气体和溶剂。

本申请实施例中，载气包括氮气、氦气、氩气的至少一者，反溶剂气体包括甲苯，氯苯，苯甲醚、乙醚、异丙醇、丙酮中的至少一者。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种薄膜干燥装置，应用于钙钛矿湿膜的干燥，其特征在于，所述薄膜干燥装置包括：

处理容器，所述处理容器构造有处理腔，所述处理腔具有第一入口和第一出口，所述处理腔内设有载台，所述载台用于承载钙钛矿湿膜；

处理气体提供单元，与所述处理腔连通，并用于向所述处理腔提供处理气体，所述处理气体包括反溶剂气体和载气；

溶剂回收单元，所述溶剂回收单元具有第二入口和第二出口，所述第二入口与所述处理腔的第一出口连通，所述第二出口与所述处理腔的第一入口连通，所述溶剂回收单元用于至少对萃取混合物中包含的所述溶剂进行吸收，所述萃取混合物为经所述第一出口进入所述第二入口内的萃取完毕的所述处理气体。

2.根据权利要求1所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述处理气体提供单元包括反溶剂气体容器和载气容器，所述第一入口上连接有第一管道，所述第二出口上连接有第二管道，所述反溶剂气体容器和所述载气容器均连通于所述第一管道，所述第二管道的背离所述溶剂回收单元的一端连通于所述第一管道。

3.根据权利要求2所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述反溶剂气体容器通过第三管道连接于所述第一管道，所述载气容器通过第四管道连接于所述第一管道，所述第三管道所述第四管道上分别设有第三开闭阀和第四开闭阀。

4.根据权利要求3所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述处理容器内还设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述处理腔内的压力值；

所述薄膜干燥装置还包括控制器，所述控制器与所述压力传感器和所述第四开闭阀电连接，所述控制器用于在所述处理腔内的压力值小于预设压力值时控制所述第四开闭阀打开，以使所述载气容器中的所述载气进入所述处理腔室中。

5.根据权利要求3所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述处理容器内还设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述处理腔内的压力值；

所述薄膜干燥装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述第三开闭阀和第四开闭阀打开，并在所述处理腔内的压力值达到预设压力值时关闭所述第四开闭阀。

6.根据权利要求2所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述薄膜干燥装置还包括混合容器，所述混合容器的入口连通于所述反溶剂气体容器和所述载气容器，所述混合容器的出口连通于所述第一管道。

7.根据权利要求2所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述第一管道和所述第二管道通过第五管道连通，所述第五管道上连接有驱动泵。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述溶剂回收单元包括回收容器和设于所述回收容器中的吸附柱，所述第二入口和所述第二出口均设置在所述回收容器上，所述吸附柱被配置为能够吸收所述萃取混合物中的反溶剂气体和溶剂。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述载气包括氮气、氦气、氩气的至少一者，所述反溶剂气体包括甲苯，氯苯，苯甲醚、乙醚、异丙醇、丙酮中的至少一者。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的薄膜干燥装置，其特征在于，所述载台中还设有加热装置。