CN217411715U - 一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，包括至少一个清洗单元，每一清洗单元包括：清洗容器，具有清洗腔和与清洗腔连通的开口部，所述开口部可供至少一钙钛矿组件基材沿设定方向自由进出所述清洗腔；基材固定架，用于固定所述钙钛矿组件基材，且所述基材固定架与驱动机构传动连接，所述驱动机构可驱使固定有钙钛矿组件基材的基材固定架沿所述设定方向移动；干燥机构，与所述开口部配合设置，用于对经清洗后的钙钛矿组件基材的进行干燥处理。本实用新型装置可完全除去组件基材表面的钙钛矿层，并且不破坏导电基底和背板玻璃，以环保方式处理不良组件或低效组件，同时减少企业的制造成本。

Description

一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置

技术领域

本实用新型属于光伏组件制造及应用技术领域，具体涉及一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置。

背景技术

如何高效、低成本的利用太阳能是光伏产业最核心的问题，无论是传统晶硅太阳能电池技术还是最近发展迅猛的钙钛矿太阳能电池技术，在生产过程中都会遇到节能减排的问题，如何高效的利用每一种原料关系到光伏组件的制造成本。

钙钛矿太阳能电池技术有别于传统晶硅技术，是一种可溶液加工的光伏技术，即电池的核心光敏层(钙钛矿层)可以用溶液法利用旋涂、涂布、喷涂等方法进行制备。然而，在钙钛矿太阳能电池生产过程中，不可避免的存在不良组件或低效组件。由于钙钛矿电池的本质属性，目前高光电转换率的钙钛矿组分都含有铅元素。依目前的政策，含铅物质应归属危险废物进行处置。但钙钛矿太阳能电池组件中，导电基底和背板玻璃(即组件基材)的重量占比大于99.5％，钙钛矿层重量比例不足0.01％。若将这些不良组件或低效组件全部以危险废物方式处理，势必造成原材料巨大的浪费和企业高昂的非必要支出。如何消化和处理这些组件关系到钙钛矿领域的良性发展。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，以克服现有技术中存在的不足。

为实现前述目的，本实用新型实施例采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，

包括至少一个清洗单元，每一清洗单元包括：

清洗容器，具有清洗腔和与清洗腔连通的开口部，所述开口部可供至少一钙钛矿组件基材沿设定方向自由进出所述清洗腔；

基材固定架，用于固定所述钙钛矿组件基材，且所述基材固定架与驱动机构传动连接，所述驱动机构可驱使固定有钙钛矿组件基材的基材固定架沿所述设定方向移动；

干燥机构，与所述开口部配合设置，用于对经清洗后的钙钛矿组件基材的进行干燥处理。

进一步地，所述清洗容器上设有清洗液入口和清洗液出口，所述清洗液入口、清洗液出口分别与所述清洗腔连通。

进一步地，所述清洗液入口、清洗液出口分别设置于所述清洗容器上部、下部。

进一步地，所述开口部设置于所述清洗容器顶部，所述设定方向为竖直方向；在一些特定情况下，基材甚至可以斜***清洗腔。

进一步地，所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，还包括超声模块，所述超声模块设置在所述清洗腔外部或内部。

更进一步地，所述超声模块安装在所述清洗容器的容器壁上。

进一步地，所述干燥机构包括相对设置的两个狭缝风口，两个所述狭缝风口分布于所述开口部的两侧，每一狭缝风口的出风方向指向经过所述开口部的钙钛矿组件基材的相应一侧表面。

更进一步地，每一狭缝风口的出风方向与经过所述开口部的钙钛矿组件基材的相应一侧表面形成30°-60°的夹角。

进一步地，每一狭缝风口形成在一进风基底的一侧面上，所述进风基底上还设有进风口，所述进风口与所述狭缝风口连通。

进一步地，所示基底包括板材、块体或其它结构，优选为板材。

进一步地，所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，包括多个所述清洗单元，多个所述清洗单元顺次排列。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，可完全除去组件基材表面的钙钛矿层，并且不破坏导电基底和背板玻璃，以环保方式处理不良组件或低效组件，同时减少企业的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施方式中钙钛矿组件的结构示意图。

图2是本申请一实施方式中钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置的结构示意图。

图3是图2中狭缝风口的截面示意图。

图4是图2中基材固定架的具体结构示意图。

附图标记说明：1.清洗容器，2.清洗液出口，3.负重转运轮，4.清洗液入口，5.电源开关，6.干燥机构，61.进风基底，62.狭缝风口，7.进风口，8.钙钛矿组件基材，9.基材固定架，91.基材分支固定架，92.基材承托架，93.限位关节，10.超声模块，11.导电基底， 12.缓冲层，13.钙钛矿层，14.电极，15.背板玻璃。

具体实施方式

通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本实用新型。本文中揭示本实用新型的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本实用新型的示范性，本实用新型可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本实用新型的代表性基础。

实施例

一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，如图2所示，包括至少一个清洗单元，每一清洗单元包括：

清洗容器1，具有清洗腔和与清洗腔连通的开口部，开口部可供至少一钙钛矿组件基材8沿设定方向自由进出所述清洗腔；

基材固定架9，用于固定钙钛矿组件基材8，且基材固定架9与驱动机构传动连接，驱动机构可驱使固定有钙钛矿组件基材8的基材固定架9沿设定方向移动；

干燥机构，与开口部配合设置，用于对经清洗后的钙钛矿组件基材8的进行干燥处理。

清洗容器1上设有清洗液入口4和清洗液出口2，清洗液入口4、清洗液出口2分别与清洗腔连通；在本实施例中，清洗液入口4、清洗液出口2分别设置于清洗容器1的上部、下部。

在本实施例中，开口部设置于清洗容器1顶部，设定方向为竖直方向；在一些特定情况下，基材甚至可以斜***清洗腔。

在一些具体实施过程中，钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，还包括超声模块 10，超声模块10设置在清洗腔外部或内部；在本实施例中，超声模块10安装在清洗容器1的容器壁上，且清洗容器1的容器侧壁上设有四个超声模块10，以清洗容器1的容器侧壁中心为圆心，各超声模块10绕圆心呈辐射状分布，使钙钛矿组件基材8在清洗容器1内所受超声均匀，进而使得清洗均匀。

在本实施例中，如图3所示，干燥机构6包括相对设置的两个狭缝风口62，两个狭缝风口62分布于开口部的两侧，每一狭缝风口62的出风方向指向经过开口部的钙钛矿组件基材8的相应一侧表面，即每一狭缝风口62的出风方向与经过开口部的钙钛矿组件基材8的相应一侧表面形成30-60°的夹角，且每一狭缝风口62形成在一进风基底61的一侧面上，进风基底上61还设有进风口7，进风口7与狭缝风口62连通。

在本实施例中，干燥机构6采用的是风干形式，还可以采用其他烘干方式，比如红外烘干；此外，实施过程中，进风基底可以是板材、块体或其它结构，而在本实施例中，优选板材，其占用空间小，重量轻。

具体实施过程中，所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，包括多个所述清洗单元，多个所述清洗单元顺次排列。

在本实施例中，基材固定架9的具体结构，如图4所示，基材固定架9包括两个基材分支固定架91，以及设置在基材分支固定架91之间，且位于基材分支固定架91底端的基材承托架92，且基材承托架92的两端还设置有限位关节93，至少用于将基材承托架92限位固定于基材分支固定架91上。

在本实施例中，清洗容器1的容器壁上还设有电源开关5，且电源开关5设置在清洗容器1的容器壁上方。

为了使清洗容器1能够方便移动，在清洗容器1的底端设置有负重转运轮3。

本实施例在具体实施时，包括四个清洗单元，且四个清洗单元顺次排列，前三个清洗容器1通过清洗液入口4装有有机溶剂，最后一个清洗容器1通过清洗液入口4装有水。

本实施例中的钙钛矿组件，如图1所示，包括自下而上依次设置的导电基底11、缓冲层12、钙钛矿层13、电极14和背板玻璃15，且导电基底11、缓冲层12、钙钛矿层 13、电极14和背板玻璃15通过封装材料封装而成钙钛矿组件。

由于所使用钙钛矿材料可溶剂加工，可用有机溶剂进行溶解，而且溶解度高达2M。钙钛矿组件中钙钛矿层的含量非常低，因此，采用溶剂对钙钛矿层进行清洗，可以快速、高效的去除组件基材表面的钙钛矿层，同时不会破坏基材，组件基材可以回用，既降低了危险废物的量，减少非必要支出，又可回用部分材料，减低制造成本。

本实施例装置可去除的的钙钛矿通式为ABX₃，A可为MA、FA、Cs、Bi中的一种或多种，但不局限于此；B可为Pb、Sn中的一种或多种，但不局限于此；X可为Cl、 Br、I中的一种或多种，但不局限于此；可清洗的导电基底材料包括玻璃或塑料基底等。

本实施例钙钛矿去除装置使用的有机溶剂可为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ -丁内酯、N-甲基吡咯烷酮等一种或多种，但不局限于此。

实施过程中，清洗腔体1可选用不锈钢、铝合金等材质，腔体尺寸可以根据组件玻璃的长宽定制(通常尺寸为2.2*1.2*0.25m)。

本实施例钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置的工作过程如下：从左至右设置4 台清洗容器1，将清洗溶剂从清洗液入口4处加入(前三台加有机溶剂，第四台加自来水)，钙钛矿组件基材8(导电基底或背板玻璃)于基材固定架9上固定，缓慢浸入清洗腔体1，待完全浸入后，打开超声模块10，超声清洗10-30秒，再缓慢取出，此时狭缝风口62吹风，将附着在基材表面的溶剂吹回清洗腔1体；钙钛矿组件基材8从左至右依次经有机溶剂清洗三遍和自来水清洗一遍，可完全去除组件玻璃表面的钙钛矿，并且不损失基材。

经过多次清洗，腔体内溶液达到一定浓度后，从清洗液出口2将其排出，此溶液以危险废物形成委托处理。由于组件中钙钛矿含量低，溶剂的溶解度高，因此每个腔体溶液可以处理大量的不良组件或低效组件，而清洗后的溶液重量不到所处理组件重量的1％。可大大降低危险废物的产量，提高组件基材的利用率，达到降低制造成本的目的。

本实施例的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，可用于但不仅限于清洗钙钛矿太阳能电池组件基材。

此外，本案实用新型人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。

尽管已参考说明性实施例描述了本实用新型，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本实用新型的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本实用新型的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本实用新型的教示。因此，本文并不打算将本实用新型限制于用于执行本实用新型的所揭示特定实施例，而是打算使本实用新型将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (10)

1.一种钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于，包括至少一个清洗单元，每一清洗单元包括：

清洗容器，具有清洗腔和与清洗腔连通的开口部，所述开口部可供至少一钙钛矿组件基材沿设定方向自由进出所述清洗腔；

基材固定架，用于固定所述钙钛矿组件基材，且所述基材固定架与驱动机构传动连接，所述驱动机构可驱使固定有钙钛矿组件基材的基材固定架沿所述设定方向移动；

干燥机构，与所述开口部配合设置，用于对经清洗后的钙钛矿组件基材的进行干燥处理。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：所述清洗容器上设有清洗液入口和清洗液出口，所述清洗液入口、清洗液出口分别与所述清洗腔连通。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：所述清洗液入口、清洗液出口分别设置于所述清洗容器上部、下部。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：所述开口部设置于所述清洗容器顶部，所述设定方向为竖直方向。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：还包括超声模块，所述超声模块设置在所述清洗腔外部或内部。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：所述超声模块安装在所述清洗容器的容器壁上。

7.根据权利要求1所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：所述干燥机构包括相对设置的两个狭缝风口，两个所述狭缝风口分布于所述开口部的两侧，每一狭缝风口的出风方向指向经过所述开口部的钙钛矿组件基材的相应一侧表面。

8.根据权利要求7所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：每一狭缝风口的出风方向与经过所述开口部的钙钛矿组件基材的相应一侧表面形成30°-60°的夹角。

9.根据权利要求8所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于：每一狭缝风口形成在一进风基底的一侧面上，所述进风基底上还设有进风口，所述进风口与所述狭缝风口连通。

10.根据权利要求1所述的钙钛矿组件基材表面钙钛矿层去除装置，其特征在于，包括多个所述清洗单元，多个所述清洗单元顺次排列。

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