[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

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其是一種基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備及其制備方法，包括傳輸機構及依次排布的進樣室、制樣室和出樣室；制樣室內具有噴頭組件和托盤組件，噴頭組件包括噴頭及用于驅動噴頭上升或下降的升降機構，托盤組件包括用于放置襯底的托盤及用于驅動托盤轉動的動力機構，噴頭位于托盤的正上方；噴頭的下方具有用于噴出鈣鈦礦前驅液的第一噴孔、用于噴出結晶促進劑的第二噴孔及用于噴出空穴傳輸層前驅液的第三噴孔，本發明的通過采用將第一噴孔、第二噴孔及第三噴孔集成在同一個噴頭上，結合可旋轉控溫襯底實現了從鈣鈦礦薄膜到空穴傳輸層的一次性沉積，進而實現鏈式生產。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其是一種基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備及其制備方法。

背景技術

鈣鈦礦薄膜太陽能電池發展非常迅速，其廉價，高效且可以通過溶液法加工。在制備鈣鈦礦電池過程中使用結晶促進劑，可有效的提高成膜質量，提高鈣鈦礦太陽能電池的效率，目前已經有一些如噴涂，刮涂等辦法用于工業化生產，但是這些方法都無法使用結晶促進劑，如要需要制備高質量鈣鈦礦薄膜太陽能電池需要在襯底上依次噴射鈣鈦礦前驅液體、結晶促進液及空穴傳輸層前驅液，由于不同的液體之間不能使用同一噴頭，且每個噴頭在向襯底上噴射時，均需要正襯底，因此，目前的鈣鈦礦薄膜太陽能電池制備設備均采用多個獨立的噴頭對襯底進行噴涂，每噴射一種藥劑均需要將該藥劑所對應的噴頭通過復雜的移動機構移動至與襯底正對，導致整個設備結構及控制系統復雜，成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了解決現有技術中鈣鈦礦薄膜太陽能電池制備設備均采用多個獨立的噴頭對襯底進行噴涂，每噴射一種藥劑均需要將該藥劑所對應的噴頭通過復雜的移動機構移動至與襯底正對，導致整個設備結構及控制系統復雜，成本高的問題，現提供一種基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于套嵌噴頭的鈣鈦礦太陽電池制備設備，包括傳輸機構及依次排布的進樣室、制樣室和出樣室；

所述制樣室內具有噴頭組件和托盤組件，所述噴頭組件包括噴頭及用于驅動噴頭上升或下降的升降機構，所述托盤組件包括用于放置襯底的托盤及用于驅動托盤轉動的動力機構，所述噴頭位于托盤的正上方；

所述傳輸機構用于將進樣室內的襯底輸送至制樣室的托盤上及將制樣室內托盤上的襯底輸送至出樣室；

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

優選地，所述第一噴孔、第二噴孔及第三噴孔均沿噴頭的圓周方向均勻分布。

具體地，所述制樣室內設置有用于加熱的鹵素燈。

進一步地，所述第二噴噴孔為霧化噴孔。

進一步地，所述制樣室上具有用于控制壓強的氮氣入口。

本發明還一種利用上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，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；

b、將襯底放入進樣室的傳輸機構上，然后將進樣室與制樣室同時抽真空，然后利用傳輸機構將襯底傳輸到進樣室內的托盤上；

c、向制樣室內通入氮氣，恢復制樣室內的壓強，然后升降機構帶動噴頭下移，實現噴頭向襯底靠攏，隨后利用動力機構帶動托盤旋轉，同時噴頭上的第一噴孔開始向襯底噴出鈣鈦礦前驅液；

d、保持托盤旋轉，噴頭上的第二噴孔開始向襯底噴出結晶促進劑，當第二噴孔結束噴出時，將托盤停止轉動；

e、利用升降機構帶動噴頭上升，然后對制樣室內的襯底進行加熱，同時將制樣室抽真空，從而在襯底上形成鈣鈦礦薄膜；