CN221581015U - 快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，公开了快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，包括主体架，所述主体架顶部固定连接有直线模组，所述直线模组中部滑动连接有托板，所述托板中部滑动连接有龙门支撑柱，所述龙门支撑柱顶部固定连接有龙门支架顶板，所述龙门支架顶板中部固定连接有调节组件，所述调节组件底部固定连接有狭缝涂布头，所述狭缝涂布头顶部后侧固定连接有千分尺，所述狭缝涂布头外侧固定连接有千分表，所述狭缝涂布头外侧固定连接有定位组件。本实用新型中，通过高精度风刀、千分尺、千分表、直线模组、钛合金吸附板等结构的相互配合可精准控制薄膜湿膜厚度，使得涂布出来的薄膜更加均匀。

Description

快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置。

背景技术

钙钛矿太阳能电池因其突出的优点而发展迅速，钙钛矿太阳能电池制作简单、成本较低，可制备柔性、透明电池。同时，其还具有较为适宜的带隙宽度，可通过改变其带隙来控制电池的颜色，制备彩色电池。太阳能电池的制备过程中，特别是对于钙钛矿太阳能电池，溶液涂布是一种常见的制备方法。使用涂布设备，将制备好的溶液均匀地涂布在基板上以确保涂布膜的均匀性。

传统的钙钛矿太阳能电池狭缝涂布设备，所耗溶液量太大，而溶液非常昂贵，进行一次实验成本非常高，而且所获的器件很小，并不能满足科研人员快速的把实验结果推向产业化的要求，而目前市场上的钙钛矿太阳能电池狭缝涂布设备大多数都是使用成本巨大，所获得的收益很小，为此提出快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置来解决上述问题。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，旨在改善了现有技术中狭缝涂布设备所耗溶液量大，实验成本高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，包括主体架，所述主体架顶部固定连接有直线模组，所述直线模组中部滑动连接有托板，所述托板中部滑动连接有龙门支撑柱，所述龙门支撑柱顶部固定连接有龙门支架顶板，所述龙门支架顶板中部固定连接有调节组件，所述调节组件底部固定连接有狭缝涂布头，所述狭缝涂布头顶部后侧固定连接有千分尺，所述狭缝涂布头外侧固定连接有千分表，所述狭缝涂布头外侧固定连接有定位组件，所述狭缝涂布头后侧固定连接有高精度风刀，所述主体架中部固定连接有高精密控温加热台，所述高精密控温加热台顶部设置有钛合金吸附板。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述调节组件包括电机，所述电机固定连接在所述龙门支架顶板顶部，所述电机顶部输出端贯穿龙门支架顶板并固定连接有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆螺纹连接在所述狭缝涂布头中部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述定位组件包括光轴，所述光轴固定连接在所述龙门支架顶板底部，所述狭缝涂布头外侧固定连接有涂布头安装板，所述涂布头安装板滑动连接在所述光轴外周。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光轴外周套设有弹簧，所述弹簧一端固定连接在所述涂布头安装板底部，所述弹簧的另一端固定连接在所述托板顶部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述龙门支架顶板顶部固定连接有注射进料装置。

快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置的使用方法，包括以下步骤，

步骤一，将基板放置在所述钛合金吸附板顶部，通过打开真空吸附装置将基板吸附在钛合金吸附板上方；

步骤二，驱动电机工作与滚珠丝杆配合将狭缝涂布头下降到离基板1mm～2mm处，旋转千分尺，使得狭缝涂布头触碰基板，将千分表的示数归零，再次旋转千分尺，观察千分表示数，使其同时到达10um；

步骤三，设定注射进料装置进料速度，并启动；

步骤四，观察狭缝涂布头唇口位置，待出现与狭缝涂布头等宽的细线时，调整高精度风刀进风量；

步骤五，驱动直线模组工作，带动基板移动，完成涂布操作。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤三中，所述注射进料装置的进料速度为25ml/min～35ml/min。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤五中，所述直线模组运行速度为15mm/s～25mm/s。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中，通过高精度风刀、千分尺、千分表、直线模组、钛合金吸附板等结构的相互配合可精准控制薄膜湿膜厚度，使得涂布出来的薄膜更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型提出的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置的正面结构示意图；

图2为本实用新型提出的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置的侧面结构示意图。

图例说明：

1、主体架；2、托板；3、龙门支撑柱；4、龙门支架顶板；5、注射进料装置；6、电机；7、千分尺；8、狭缝涂布头；9、高精度风刀；10、涂布头安装板；11、高精密控温加热台；12、直线模组；13、钛合金吸附板；14、千分表；104、光轴；106、滚珠丝杆；109、弹簧。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-图2，本实用新型提供的一种实施例：快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，包括主体架1，其长×宽×高为：1.5m×1.5m×0.8m，由45#钢焊接而成，在钢架上方设置了精加工钢板，使用螺丝固定连接，保证台面的平整度和稳定性。

主体架1顶部固定连接有直线模组12，直线模组12中部滑动连接有托板2，托板2中部滑动连接有龙门支撑柱3，两个直线模组12整体长均为1.4m，使用螺丝固定在钢板的左右两侧上，直线模组12顶部分别设置托板2，与龙门支撑柱3使用螺丝安装固定，可以控制龙门支撑柱3在X轴方向的移动。

龙门支撑柱3顶部固定连接有龙门支架顶板4，龙门支撑柱3、龙门支架顶板4由50100铝型材经过机床加工、激光焊接制成，龙门支撑柱3和龙门支架顶板4由四个螺丝连接组成一个龙门架，为整体设备提供了高强度的支撑以及后续的精度保证。

龙门支架顶板4中部固定连接有调节组件，调节组件底部固定连接有狭缝涂布头8，调节组件包括电机6，电机6固定连接在龙门支架顶板4顶部，电机6顶部输出端贯穿龙门支架顶板4并固定连接有滚珠丝杆106，电机6与龙门支架顶板4之间使用螺丝固定连接，滚珠丝杆106与电机6之间使用弹性联轴器连接在一起，可以有效的传输动力。

狭缝涂布头8外侧固定连接有定位组件，定位组件包括光轴104，光轴104固定连接在龙门支架顶板4底部，狭缝涂布头8外侧固定连接有涂布头安装板10，涂布头安装板10滑动连接在光轴104外周，光轴104外周套设有弹簧109，弹簧109一端固定连接在涂布头安装板10底部，弹簧109的另一端固定连接在托板2顶部。

滚珠丝杆106螺纹连接在狭缝涂布头8中部，电机6、滚珠丝杆106和狭缝涂布头8以及光轴104、弹簧109组成狭缝涂布结构，两边的龙门支撑柱3和龙门支架顶板4组成，形成龙门架，为其它部件提供支撑，并由电机6控制部件升降。光轴104为两个，左右对称设置，分别穿过涂布头安装板10的两侧，上、下两端固定在龙门支架顶板4中；两根光轴104穿过涂布头安装板10的两侧，保证涂布头安装板10竖直上下移动；弹簧109为两个，分别套在光轴104在涂布头安装板10的下端部分，对涂布头安装板10提供支撑和缓冲，避免电机6受到的负载过大。

龙门支架顶板4顶部固定连接有注射进料装置5，注射进料装置5由高精度注射器、注射器装夹装置、泵管、丝杆、PLC、触摸屏组成，在触摸屏上设置进液速度，把注射器放置在注射器装夹装置内，丝杆进行旋转带动装夹装置的运动，给注射器一个推进的力，把液体注射到狭缝涂布头8内。

狭缝涂布头8顶部前侧固定连接有千分尺7，狭缝涂布头8外侧固定连接有千分表14，千分尺7为两个，对称设置于狭缝涂布头8的上平面左右两端，千分尺7的尺端与狭缝涂布头8的上部面接触，调节千分尺7可以给狭缝涂布头8施加向下的力，来微调狭缝涂布头8的左右高度，控制狭缝涂布头8的水平，观察千分表14的示数来确定运行过程中狭缝涂布头8唇口和基片的面是否保持一致。千分表14安置在狭缝涂布头8的左右两端在同一水平面上，与狭缝涂布头8用螺丝连接在一起。

狭缝涂布头8后侧固定连接有高精度风刀9，高精度风刀9、高温发生器、鼓风机共同组成恒定控风加热装置，设置在狭缝涂布头8的后方。高精度风刀9与狭缝涂布头8使用螺丝安装在一起，可以稳定的跟随狭缝涂布头的移动。

主体架1中部固定连接有高精密控温加热台11，高精密控温加热台11顶部设置有钛合金吸附板13，钛合金吸附板13上均匀布置了400个直径为1mm的小洞作为真空吸附。

参照图1-图2，快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置的使用方法，包括以下步骤，

步骤一，把狭缝涂布头8两端的千分表14指针触碰到钛合金吸附板13表面，点击触摸屏上的左移，钛合金吸附板13跟随运动装置进行向左的移动，观察千分表14上的读数变化情况，直到示数变化在5um以内；

步骤二，将基板放置在钛合金吸附板13顶部，通过打开真空吸附装置将基板吸附在钛合金吸附板13上方；

步骤三，使用触摸屏驱动电机6工作与滚珠丝杆106配合将狭缝涂布头8下降到离基板1mm～2mm处，旋转千分尺7，使得狭缝涂布头8触碰基板，将千分表14的示数归零，再次旋转千分尺7，观察千分表14示数，使其同时到达10um；

步骤四，设定注射进料装置5进料速度，并启动；注射进料装置5的进料速度为25ml/min～35ml/min；

步骤五，观察狭缝涂布头8唇口位置，待有液体渗出并且连成一条与狭缝涂布头8等宽的细线时，调整高精度风刀9进风量；

步骤六，驱动直线模组12工作，带动基板移动，完成涂布操作，直线模组12运行速度为15mm/s～25mm/s。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，包括主体架(1)，其特征在于，所述主体架(1)顶部固定连接有直线模组(12)，所述直线模组(12)中部滑动连接有托板(2)，所述托板(2)中部滑动连接有龙门支撑柱(3)，所述龙门支撑柱(3)顶部固定连接有龙门支架顶板(4)，所述龙门支架顶板(4)中部固定连接有调节组件，所述调节组件底部固定连接有狭缝涂布头(8)，所述狭缝涂布头(8)顶部后侧固定连接有千分尺(7)，所述狭缝涂布头(8)外侧固定连接有千分表(14)，所述狭缝涂布头(8)外侧固定连接有定位组件，所述狭缝涂布头(8)后侧固定连接有高精度风刀(9)，所述主体架(1)中部固定连接有高精密控温加热台(11)，所述高精密控温加热台(11)顶部设置有钛合金吸附板(13)。

2.根据权利要求1所述的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，其特征在于：所述调节组件包括电机(6)，所述电机(6)固定连接在所述龙门支架顶板(4)顶部，所述电机(6)顶部输出端贯穿龙门支架顶板(4)并固定连接有滚珠丝杆(106)，所述滚珠丝杆(106)螺纹连接在所述狭缝涂布头(8)中部。

3.根据权利要求1所述的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，其特征在于：所述定位组件包括光轴(104)，所述光轴(104)固定连接在所述龙门支架顶板(4)底部，所述狭缝涂布头(8)外侧固定连接有涂布头安装板(10)，所述涂布头安装板(10)滑动连接在所述光轴(104)外周。

4.根据权利要求3所述的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，其特征在于：所述光轴(104)外周套设有弹簧(109)，所述弹簧(109)一端固定连接在所述涂布头安装板(10)底部，所述弹簧(109)的另一端固定连接在所述托板(2)顶部。

5.根据权利要求1所述的快速制备平米级钙钛矿太阳能电池的溶液涂布装置，其特征在于：所述龙门支架顶板(4)顶部固定连接有注射进料装置(5)。