[發明專利]蒸鍍設備、鈣鈦礦電池蒸鍍方法以及鈣鈦礦電池

在審

• 申請號: 202210307767.3
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114645250A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 楊建;王雪戈;吳俊杰;于振瑞;邵君
• 申請（專利權）人: 無錫極電光能科技有限公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 徐章偉

本發明提出了一種蒸鍍設備、鈣鈦礦電池蒸鍍方法以及鈣鈦礦電池，該蒸鍍設備包括：第一腔體，所述第一腔體內設置有基片支架、抽真空系統以及取片機構；第二腔體，所述第二腔體內設置有蒸鍍系統，所述蒸鍍系統包括第一坩堝和第二坩堝，所述第一坩堝和所述第二坩堝的加熱溫度不同，以在所述基片上蒸鍍不同材料形成電池片；隔離門，所述隔離門打開時所述第一腔體與所述第二腔體連通，所述取片機構用于傳送基片和電池片。由此，上下料均在第一腔室內完成，縮短設備長度，能夠實現不間斷鍍膜，節省成本；第二腔體可同時完成多種材料的蒸鍍，使電池片在不破空的條件下完成全部功能層的制備。

技術領域

本申請涉及電池領域，具體地，涉及蒸鍍設備、鈣鈦礦電池蒸鍍方法以及鈣鈦礦電池。

背景技術

太陽能是一種用之不盡的清潔能源，沒有地域限制，遍布世界每一個角落。鈣鈦礦太陽能電池是一種新型太陽能電池，自2009年以來取得快速發展，實驗室小尺寸鈣鈦礦太陽電池的效率已經達到25.6％。由于鈣鈦礦新型太陽能電池對可見光吸收高、成膜工藝簡單、光電轉換效率提升快而受到全世界的關注。鈣鈦礦太陽能電池的產業化首先需要解決大面積均勻制備鈣鈦礦膜層的技術問題。目前制備鈣鈦礦太陽電池的方法有很多，如旋涂法、真空法、刮涂法及噴涂法等。這些方法可大致分為溶液法和真空法，溶液法就是把鈣鈦礦的前驅體材料全部溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亞砜(DMSO)等有機溶劑中，通過旋涂法、刮涂法、噴涂法或狹縫涂布法(Slot-die)等制備鈣鈦礦膜層；而真空法則是通過熱蒸發法、濺射法、近空間升華法(CSS)、氣相輸運法(VTD)、近空間氣相輸運法(CSVT)等在真空狀態下把鈣鈦礦的前驅體材料直接制備到襯底上，全程沒有溶劑參與。溶液法很難在粗糙或有缺陷的襯底上實現完全覆蓋，因此并不適合在絨面基底及不平整基底上制備均勻的膜層。真空法可在不同粗糙度或形貌的襯底上保形沉積鈣鈦礦膜層，而傳統的真空法一次只能制備一到兩種膜層，在制備鈣鈦礦電池的過程中需要頻繁的破空、抽空、調整蒸發速率，設備的綜合利用率與研發效率較低。

因此，目前的蒸鍍設備仍需進一步改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種蒸鍍設備，該蒸鍍設備能夠在不破空的條件下完成對電池片全部功能膜層的制備，可以實現多種材料同時蒸鍍，減少破空和抽真空的次數，提高實驗的效率，設備占地面積小，節省空間和成本。

在本發明的一個方面，提出了一種蒸鍍設備，包括：第一腔體，所述第一腔體內設置有基片支架、抽真空系統以及取片機構，所述基片支架用于放置基片和/或電池片，所述抽真空系統用于對所述第一腔體進行抽真空；第二腔體，所述第二腔體內設置有蒸鍍系統，所述蒸鍍系統包括第一坩堝和第二坩堝，所述第一坩堝和所述第二坩堝的加熱溫度不同，以在所述基片上蒸鍍不同材料形成所述電池片；隔離門，所述隔離門設置在所述第一腔體和所述第二腔體之間，且當所述隔離門打開時所述第一腔體與所述第二腔體連通，所述取片機構用于將所述基片從所述第一腔體傳送至所述第二腔體內或將所述電池片從所述第二腔體傳送至送入所述第一腔體內。由此，上下料均在第一腔室內完成，縮短設備長度，減小設備占地面積；通過取片機構進移送基片和電池片，能夠實現不間斷鍍膜，同時節省成本，優化源排布；第二腔體可同時完成多種材料的蒸鍍，使電池片在不破空的條件下完成全部功能層的制備。

根據本發明的一些實施例，所述第一坩堝設置在所述第二腔體的底部，所述第一坩堝的開口與所述第二腔體的頂部正對；所述第二坩堝設置在所述第二腔體的底部或側壁，所述第二坩堝的開口的延伸方向與所述第一坩堝的開口的延伸方向相交。

根據本發明的一些實施例，所述第二坩堝底部為U型。

根據本發明的一些實施例，所述蒸鍍系統進一步包括：第一擋板，所述第一擋板靠近所述第一坩堝和/或所述第二坩堝設置，以打開或關閉所述第一坩堝和/或所述第二坩堝。

根據本發明的一些實施例，所述蒸鍍系統進一步包括：第二擋板，所述第二擋板設置為多個，以調整所述第一坩堝和所述第二坩堝內蒸汽的噴射路徑。