[發明專利]基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備及其制備方法

在審

• 申請號: 201810086953.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108258129A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 丁建寧;王書博;袁寧一;賈旭光
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，其特征在于：包括傳輸機構(4)及依次排布的進樣室(1)、制樣室(2)和出樣室(3)；

所述制樣室(2)內具有噴頭組件和托盤組件，所述噴頭組件包括噴頭(5)及用于驅動噴頭(5)上升或下降的升降機構(6)，所述托盤組件包括用于放置襯底(13)的托盤(7)及用于驅動托盤(7)轉動的動力機構(8)，所述噴頭(5)位于托盤(7)的正上方；

所述傳輸機構(4)用于將進樣室(1)內的襯底(13)輸送至制樣室(2)的托盤(7)上及將制樣室(2)內托盤(7)上的襯底(13)輸送至出樣室(3)；

所述噴頭(5)的下方具有用于噴出鈣鈦礦前驅液的第一噴孔(5-1)、用于噴出結晶促進劑的第二噴孔(5-2)及用于噴出空穴傳輸層前驅液的第三噴孔(5-3)，所述第一噴孔(5-1)、第二噴孔(5-2)及第三噴孔(5-3)均具有若干個。

2.根據權利要求1所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，其特征在于：所述第一噴孔(5-1)、第二噴孔(5-2)及第三噴孔(5-3)均沿噴頭(5)的圓周方向均勻分布。

3.根據權利要求1所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，其特征在于：所述制樣室(2)內設置有用于加熱的鹵素燈(9)。

4.根據權利要求1所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，其特征在于：所述第二噴噴孔(5-2)為霧化噴孔。

5.根據權利要求1所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，其特征在于：所述制樣室(2)上具有用于控制壓強的氮氣入口(12)。

6.一種利用如權利要求1-5任一項所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備的制備方法，其特征在于：該制備方法包括如下步驟：

a、在FTO玻璃上沉積氧化鈦層形成襯底(13)；

b、將襯底(13)放入進樣室(1)的傳輸機構(4)上，然后將進樣室(1)與制樣室(2)同時抽真空，然后利用傳輸機構(4)將襯底(13)傳輸到進樣室(1)內的托盤(7)上；

c、向制樣室(2)內通入氮氣，恢復制樣室(2)內的壓強，然后升降機構(6)帶動噴頭(5)下移，實現噴頭(5)向襯底(13)靠攏，隨后利用動力機構(8)帶動托盤(7)旋轉，同時噴頭(5)上的第一噴孔(5-1)開始向襯底(13)噴出鈣鈦礦前驅液；

d、保持托盤(7)旋轉，噴頭(5)上的第二噴孔(5-2)開始向襯底(13)噴出結晶促進劑，當第二噴孔(5-2)結束噴出時，將托盤(7)停止轉動；

e、利用升降機構(6)帶動噴頭(5)上升，然后對制樣室(2)內的襯底(13)進行加熱，同時將制樣室(2)抽真空，從而在襯底(13)上形成鈣鈦礦薄膜；

f、向制樣室(2)內通入氮氣，恢復制樣室(2)內的壓強，待襯底(13)降溫后升降機構(6)帶動噴頭(5)下移，實現噴頭(5)向襯底(13)靠攏，利用動力機構(8)帶動托盤(7)旋轉，同時噴頭(5)上的第三噴孔(5-3)開始向襯底(13)噴出空穴傳輸層前驅液，形成樣品；

g、將出樣室(3)與制樣室(2)同時抽真空，然后利用傳輸機構(4)將托盤(7)上的樣品送入出樣室(3)，接著向出樣室(3)內通入氮氣，恢復出樣室(3)內的壓強，并取出樣品；

h、制備好的樣品蒸發電極，之后進行封裝，從而制備出鈣鈦礦太陽能電池。

7.根據權利要求6所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備的制備方法，其特征在于：步驟c中每個第一噴孔(5-1)均噴出25±5μL的鈣鈦礦前驅液，托盤(7)以1000轉每秒的速度旋轉10-15秒后，加速到4000轉每秒，并以4000轉每秒的速度維持15-20秒。

8.根據權利要求7所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備的制備方法，其特征在于：步驟d中托盤(7)繼續以4000轉每秒的速度維持5-10秒，每個第二噴孔(5-2)均噴出5-10μL的結晶促進劑。

9.根據權利要求8所述的基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備的制備方法，其特征在于：步驟f中托盤(7)以4000轉每秒的速度維持20-30秒，每個第三噴孔(5-3)均噴出30-50μL的空穴傳輸層前驅液。