CN219991730U - 一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种原子层沉积装置的结构改进，特别涉及一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，可有效实现叠层钙钛矿太阳能电池的制造过程中会减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积；包括内腔体(1)和外腔体(2)，所述内腔体(1)内设有反应腔(3)，反应腔(3)的一侧设有进气口(4)，另一侧设有出气口(5)，所述反应腔(3)底部设有用于摆放基材的凹槽(6)，所述外腔体(2)设有多个均匀排列的外接气孔(7)，所述内腔体(1)的上方和下方均设有加热装置(8)，所述反应腔(3)为直边椭圆形。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种原子层沉积装置的结构改进，特别涉及一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置。
背景技术
可再生能源的发展对于快速增长的能源需求始终是一个迫在眉睫的问题。钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿材料为吸光层，属于第三代太阳能电池，具有高光吸收系数和载流子迁移率等优良特性，且制备成本低，光电转换效率高。钙钛矿太阳能电池的优异特性使其在光伏领域，半导体光源领域和光学领域得到了广泛的应用。目前钙钛矿单结和钙钛矿硅叠层的转换效率分别高达25.8％和33.2％，在其他薄膜光伏技术中处于领先地位。叠层钙钛矿太阳能电池主要由透明导电玻璃(TCO)，电子传输层(ETL)，钙钛矿层(Perovskite)，空穴传输层(HTL)和金属电极(Electrode)组成。为了实现能级匹配、钝化界面缺陷、促进载流子传输，减少复合电流，提高叠层钙钛矿太阳能电池的转换效率和稳定性，通常会在钙钛矿叠层之间增加钝化层(Passivationlayer)和缓冲层(Bufferlayer)。
原子层沉积制备的薄膜厚度精确可控，致密，无针孔，保型性好，均匀性好，重复性好，且可以低温下大面积沉积。原子层沉积制备的薄膜优异性对叠层钙钛矿太阳能电池性能提高有很大的帮助。原子层沉积制备的致密无针孔层能抑制水氧的渗透，提高器件的稳定性。原子层沉积沉积温度可以降低到100度以下，避免钙钛矿太阳能电池高温分解。
叠层钙钛矿太阳能电池各叠层材料需要不同的设备来制备，过程麻烦，且叠层钙钛矿太阳能电池转移至不同设备的时候，增加了叠层钙钛矿太阳能电池接触空气的时间。大面积叠层钙钛矿太阳能电池用磁控溅射会对太阳能电池结构造成损伤，影响性能。
综上所述，现有技术需要设计一种原子层沉积装置用以解决叠层钙钛矿太阳能电池制备过程中减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积。
实用新型内容
针对背景技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，可有效实现叠层钙钛矿太阳能电池的制造过程中会减少与空气接触，避免绕镀和大面积沉积。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，包括内腔体和外腔体，所述内腔体内设有反应腔，反应腔的一侧设有进气口，另一侧设有出气口，所述反应腔底部设有用于摆放基材的凹槽，所述外腔体设有多个均匀排列的外接气孔，所述内腔体的上方和下方均设有加热装置，所述反应腔为直边椭圆形。
作为优选，所述内腔体包括内腔壳体和内腔上盖，所述内腔上盖与内腔壳体之间为可拆式连接。
作为优选，所述加热装置包括保温层若干和盘管形状的电热丝，所述电热丝朝向内腔体。
作为优选，所述外腔体包括外腔壳体和外腔上盖，所述外腔上盖与外腔壳体铰接。
作为优选，所述外腔上盖的内壁与加热装置连接。
作为优选，所述外腔壳体的开口边缘设有环形的密封垫。
作为优选，所述外腔上盖还通过气动推杆与外腔壳体连接。
作为优选，所述凹槽底部设有多个负压口。
综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：本实用新型的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置可以通过一套设备就可以完成钙钛矿太阳能电池的透明导电层，电子传输层，钙钛矿层，钝化层，空穴传输层，缓冲层，电极和封装层的制备。
可以在原子层沉积设备上一键设置需要制备的钙钛矿各叠层的配方，自动完成各叠层的制备，较少人员操作，节省人力和物力，提高效率。
钙钛矿太阳能电池各叠层的制备都是在真空下完成的，减少了空气中的水氧等对钙钛矿太阳能电池的影响，可以最大限度的保护钙钛矿太阳能电池效率的损失。
通过凹槽的尺寸和形状设计可以一次沉积大尺寸叠层钙钛矿太阳能电池。
设备腔体设计独特，通过凹槽的负压口使玻璃背面贴紧凹槽底部，避免与反应气体接触，进而减少透明玻璃的背面绕镀。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图一；
图2为本实用新型的结构示意图二；
图3为本实用新型的剖示图一；
图4为本实用新型的剖示图二；
图5为本实用新型的内部结构示意图。
附图标记：1、内腔体；2、外腔体；3、反应腔；4、进气口；5、出气口；6、凹槽；7、外接气孔；8、加热装置；9、内腔壳体；10、内腔上盖；11、保温层；12、电热丝；13、外腔壳体；14、外腔上盖；15、密封垫；16、气动推杆；17、连接件；18、负压口。
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。
本实用新型的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，包括内腔体1和外腔体2，在对玻璃基材表面进行原子层沉积时，外腔体2保持负压，内腔体1依次通入不同反应气体，所述内腔体1内设有反应腔3，内腔体1通过连接件17安装在外腔体2的底部，使得内腔体1保持悬空。反应腔3的一侧设有进气口4，另一侧设有出气口5，所述反应腔3为直边椭圆形，通过进气口4送入反应气体，进气口4位于直边椭圆形的左侧边缘，出气口5位于直边椭圆形的右侧边缘，进气口4通入的反应气体会通过直边椭圆形边缘的弧形实现均匀的布气效果，所述反应腔3底部设有用于摆放基材的凹槽6，玻璃基材的大小与凹槽6大小相同，凹槽6的底部设有负压口18，当玻璃基材放入凹槽6内后，负压口18通入负压，使得玻璃基材底部与凹槽6的底部保持贴紧，玻璃基材的底部不与反应气体接触，反应气体在从进气口4流向出气口5的过程中在基材上表面进行原子层沉积，所述外腔体2设有多个均匀排列的外接气孔7，所述内腔体1的上方和下方均设有加热装置8，在进行原子层沉积时，外接气孔7接通惰性气体，并且保持内腔体1和外腔体2之间的压差，进而保证内腔体1的气密性，从而实现内腔体1的反应不受外部气体影响，同时通过加热装置8对内腔体1的上部和下部进行加热，并且根据不同的反应气体设置不同的加热温度。
所述内腔体1包括内腔壳体9和内腔上盖10，所述内腔上盖10与内腔壳体9之间为可拆式连接；所述外腔体2包括外腔壳体13和外腔上盖14，所述外腔上盖14与外腔壳体13铰接；所述外腔上盖14的内壁与加热装置8连接；所述外腔壳体13的开口边缘设有环形的密封垫15；所述外腔上盖14还通过气动推杆16与外腔壳体13连接。通过外腔壳体13上的把手直接将外腔体2打开进行散热的同时打开内腔体1，外腔体2可关闭惰性气体通入，将完成反应后含有叠层钙钛矿的玻璃基材取出。
所述加热装置8包括保温层11若干和盘管形状的电热丝12，所述电热丝12朝向内腔体1，可以实现对内腔体1内部提供均匀热量的同时，热量不会向外腔体2方向溢散。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，包括内腔体(1)和外腔体(2)，所述内腔体(1)内设有反应腔(3)，反应腔(3)的一侧设有进气口(4)，另一侧设有出气口(5)，所述反应腔(3)底部设有用于摆放基材的凹槽(6)，所述外腔体(2)设有多个均匀排列的外接气孔(7)，所述内腔体(1)的上方和下方均设有加热装置(8)，所述反应腔(3)为直边椭圆形。
2.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述内腔体(1)包括内腔壳体(9)和内腔上盖(10)，所述内腔上盖(10)与内腔壳体(9)之间为可拆式连接。
3.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述加热装置(8)包括保温层(11)若干和盘管形状的电热丝(12)，所述电热丝(12)朝向内腔体(1)。
4.如权利要求2所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔体(2)包括外腔壳体(13)和外腔上盖(14)，所述外腔上盖(14)与外腔壳体(13)铰接。
5.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔上盖(14)的内壁与加热装置(8)连接。
6.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔壳体(13)的开口边缘设有环形的密封垫(15)。
7.如权利要求4所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述外腔上盖(14)还通过气动推杆(16)与外腔壳体(13)连接。
8.如权利要求1所述的叠层钙钛矿太阳能电池用原子层沉积装置，其特征在于，所述凹槽(6)底部设有多个负压口(18)。
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