涂布系统的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池技术领域，并且更具体地，涉及一种涂布系统。


背景技术：

2.钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells)是利用有机金属卤化物钙钛矿材料作为吸光层的太阳能电池，其具有成本低、转换效率高、制备工艺简单等优势，因此广泛应用于建筑、交通运输、航天等领域。
3.在钙钛矿太阳能电池的生产过程中，如何提高其性能仍是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种涂布系统，能够提高涂膜的稳定性和均匀性。
5.本技术实施例提供了一种涂布系统，包括：
6.成膜机构，包括第一端和第二端；
7.涂布机构，设置于第一端的上方，并用于向成膜机构涂布涂布液；
8.干燥机构，设置于第二端的上方，干燥机构的出风端朝向成膜机构设置并用于将涂布液干燥为涂膜；和
9.抽风机构，设置于成膜机构的上方且位于涂布机构和干燥机构之间，抽风机构包括朝向涂布机构设置的吸风部，并用于调节干燥机构提供给成膜机构的风量。
10.上述技术方案中，涂布机构向成膜机构涂布涂布液，干燥机构的出风端朝向成膜机构吹风，能够将涂布液快速干燥为涂膜，并且干燥机构能够实现原位干燥，不需将成膜机构搬动到其他工序进行干燥，能够防止对涂布液造成干扰。在涂布机构和干燥机构之间设置抽风机构，抽风机构的吸风部朝向涂布机构设置，用于吸取干燥机构吹向涂布机构的风，降低干燥机构的出风端吹出的风对涂布液的影响，有利于提高涂布液的流动稳定性，且能够提高涂膜的稳定性和均匀性，本技术实施例的涂布系统应用于制备钙钛矿太阳能电池时，能够有效改善钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和化学稳定性。
11.在一些实施例中，吸风部与成膜机构的间距小于出风端与第二端的间距。在本技术实施例中，抽风机构的吸风部的安装高度低于干燥机构的出风端，有利于吸风部抽取出风端吹向涂布机构的风，从而降低干燥机构对涂布液流动的影响。
12.在一些实施例中，吸风部与成膜机构的间距大于涂布机构与成膜机构的间距。在本技术实施例中，吸风部的安装高度大于涂布机构的安装高度，能够在一定程度上降低吸风部对涂布机构的影响，吸风部基本不会对涂布液周边的空气造成扰动，从而能够保证涂布液的平稳流动，进而使得涂布液成膜后的膜厚均匀。
13.在一些实施例中，抽风机构包括支撑件和设有吸风部的抽风件，抽风件和支撑件转动连接并能够调节吸风部朝向涂布机构的角度。
14.在一些实施例中，抽风机构包括用于锁定抽风件和支撑件的固定件，固定件包括第一段和第二段，第一段和第二段连接，第一段贯穿支撑件并与抽风件连接，第二段与支撑
件抵接。在本技术实施例中，通过调节抽风件和支撑件相对转动的角度以此调节吸风部朝向涂布机构的角度，能够灵活调节抽风角度。
15.在一些实施例中，抽风件包括设有吸风部的壁部，吸风部为壁部围合形成的开口。在本技术实施例中，吸风部的制备工艺简单，且便于安装使用。
16.在一些实施例中，开口沿第一方向延伸，第一方向与从第一端指向第二端的方向垂直。在本技术实施例中，吸风部沿第一方向延伸，吸风部和涂布液的流动方向垂直，吸风部能够吸取涂布液在第一方向的截面积上方的风量，能够快速吸取干燥机构吹向涂布机构的风，便于及时调节干燥机构吹向成膜机构的风量，以此降低干燥机构对涂布液的扰动。
17.在一些实施中，支撑件沿第一方向延伸，支撑件沿第一方向相对设置的两端分别与壁部转动连接，且支撑件位于壁部外并与壁部之间具有间隙。在本技术实施例中，支撑件位于壁部外且沿第一方向延伸，支撑件能够对壁部进行防护，且支撑件和壁部之间具有间隙，在支撑件和壁部相对转动时，支撑件不会对壁部造成干涉。
18.在一些实施例中，壁部包括第一侧壁、第二侧壁和位于第一侧壁与第二侧壁之间的底壁，开口设于第一侧壁的靠近底壁的端部，
19.第二侧壁和底壁的夹角大于90
°
。在本技术实施例中，当吸风部抽取风时，风从第一侧壁的靠近底壁的端部进入抽风机构，并经第二侧壁和底壁的连接处后流出。由于第二侧壁和底壁的夹角大于90
°
，风进入抽风机构时不容易形成湍流甚至漩涡，风平缓流出，能够降低风阻，便于均匀抽风，且能够提高抽风速度。
20.在一些实施例中，壁部包括与底壁相对设置的顶壁，顶壁设有与吸风部连通的出风部。在本技术实施例中，风由吸风部抽取至抽风机构后，经第二侧壁和底壁的连接处，继而经顶壁处流出，风基本不会回旋产生涡流，便于均匀抽风，且能够进一步提高抽风速度。
21.在一些实施例中，出风部设置为多个，多个出风部沿第一方向间隔设置，第一方向与从第一端指向第二端的方向垂直。在本技术实施例中，多个出风部均匀分布，能够使得回风均匀，能够进一步提高抽风均匀性。
22.根据本技术实施例的涂布系统，干燥机构能够实现原位干燥，不需将成膜机构搬动到其他工序进行干燥，能够防止对涂布液造成干扰。在涂布机构和干燥机构之间设置抽风机构，抽风机构的吸风部朝向涂布机构设置，用于吸取干燥机构吹向涂布机构的风，降低干燥机构的出风端吹出的风对涂布液的影响，有利于提高涂布液的流动稳定性，且能够提高涂膜的稳定性和均匀性。本技术实施例的涂布系统应用于制备钙钛矿太阳能电池时，能够有效改善钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和化学稳定性。
附图说明
23.下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
24.图1是本技术一些实施例提供的涂布系统的结构示意图。
25.图2是本技术一些实施例提供的涂布系统的抽风机构的结构示意图；
26.图3是图2所示的抽风机构在另一角度下的结构示意图；
27.图4是图2所示的抽风机构在又一角度下的结构示意图；
28.图5是图2所示的抽风机构在又一角度下的结构示意图；
29.图6是图2所示的抽风机构沿线a-a作出的剖视示意图；
30.在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
31.其中，图中各附图标记：
32.y、第一方向；x、第二方向；z、高度方向；
33.1、成膜机构；11、第一端；12、第二端；
34.2、涂布机构；
35.3、干燥机构；31、出风端；
36.4、抽风机构；4a、吸风部；4b、出风部；41、支撑件；42、抽风件；420、壁部；421、第一侧壁；422、第二侧壁；423、底壁；424、顶壁；425、第三侧壁；426、第四侧壁；43、固定件；
37.h1、第一预设距离；h2、第二预设距离；h3、第三预设距离。
具体实施方式
38.使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本技术中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
40.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.本技术中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本技术中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
43.在本技术的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本技术实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本技术构成任何限定。
44.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
45.本技术中，钙钛矿太阳能电池通常包括以下结构：沿钙钛矿太阳能电池的厚度方向依次层叠设置的透明导电氧化物层(transparent conductive oxide,tco)、电子传输层(electron transport layer，etl)、钙钛矿吸收层、空穴传输层(hole transport layer，
htl)、金属背电极。当然钙钛矿太阳能电池也可不包含电子传输层、或者不包含空穴传输层。在本文中，以包含电子传输层的钙钛矿太阳能电池为例进行举例说明。
46.在制备钙钛矿吸收层时，采用涂布机构涂布钙钛矿涂布液，钙钛矿涂布液被涂覆到电子传输层表面后，其先后经历溶液态、成核与生长、晶体生长三个过程。随着钙钛矿涂布液中溶剂的不断挥发，其晶坯逐渐变大，直到其临界成核半径，并且一旦钙钛矿成核行为开始，该过程非常迅速，并难以控制；随着溶剂的进一步挥发，将伴随有晶核的生长，此时薄膜获得初始的液固混合的中间形态；在此形态的薄膜中，少数残留的强配位溶剂分子会进一步缓慢挥发，促进钙钛矿晶体的进一步生长即晶体生长过程。
47.通常采用吹风刀等措施来实现沉积至电子传输层的钙钛矿液膜的快速成核过程，并结合退火等措施实现晶体的缓慢再生长，以制备钙钛矿吸收层。
48.发明人发现在制备钙钛矿吸收层时，尤其是大面积钙钛矿吸收层时，由于需要溶剂快速挥发、吹风刀的风速往往要求较大，但是随着风速的提高，吹风刀吹出的部分风将会吹向钙钛矿涂布液，造成钙钛矿涂布液的波动，从而导致钙钛矿涂布液在成膜时膜层产生波动，进而导致液膜厚度不均匀，钙钛矿太阳能电池的化学稳定性较差，且光电转换效率较低。
49.有鉴于此，发明人对涂布系统进行了改进，提出了一种技术方案，以下结合图1至图6对本技术实施例进行详细说明。该技术方案不仅可以用于制备钙钛矿太阳能电池，还可以用于其他薄膜的制备。
50.图1是本技术一些实施例提供的涂布系统的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提出的一种涂布系统，其包括：成膜机构1，包括第一端11和第二端12；涂布机构2，设置于第一端11的上方，并用于向成膜机构1涂布涂布液；干燥机构3，设置于第二端12的上方，干燥机构3的出风端31朝向成膜机构1设置并用于将涂布液干燥为涂膜；和抽风机构4，设置于成膜机构1的上方且位于涂布机构2和干燥机构3之间，抽风机构4包括朝向涂布机构2设置的吸风部4a，并用于调节干燥机构3提供给成膜机构1的风量。
51.成膜机构1能够提供预制备的基底例如电子传输层，为后续的制备提供制备基础。成膜机构1包括第一端11和第二端12，由第一端11指向第二端12的方向为涂布液的流动方向，即第二方向，在图1中可表示为x方向，图1中的z方向表示抽风机构4的高度方向，也可简称为高度方向。
52.涂布机构2通常设置于第一端11的上方，将涂布液涂布至成膜机构1上。涂布机构2与成膜机构1具有第一预设距离h1，此时，涂布机构2与成膜机构1之间的距离是指涂布机构2的涂布头与成膜机构1之间的间距。涂布机构2与成膜机构1之间设有间距，能够在一定程度上防止涂布机构2对成膜机构1的成膜过程造成干涉。在本技术实施例中成膜过程即涂布液挥发溶剂形成涂膜的过程。
53.干燥机构3通常设置于第二端12的上方，干燥机构3的出风端31与成膜机构1具有第二预设距离h2，第二预设距离h2可以大于第一预设距离h1。干燥机构3能够通过其出风端31将风吹向成膜机构1，并将涂布液快速风干为涂膜。示例性地，干燥机构3为风刀等设备。
54.抽风机构4设置于成膜机构1的上方，且抽风机构4的吸风部4a与成膜机构1具有第三预设距离h3。抽风机构4为具有吸风功能的设备，用于吸取干燥机构2吹向成膜机构1的部分风，以降低干燥机构3对涂布液的影响；并且能够根据实际生产需要调节抽风机构4的参
数以此调节吸取的风量。其中，抽风机构4的参数可以包括抽风机构4的吸风部4a朝向涂布机构2的角度、抽风机构4的安装高度等。
55.根据本技术实施例的涂布系统，涂布机构2向成膜机构1涂布涂布液，干燥机构3的出风端31朝向成膜机构1吹风，能够将涂布液快速干燥为涂膜，并且干燥机构3能够实现原位干燥，不需将成膜机构1搬动到其他工位进行干燥，能够防止搬动等操作对涂布液造成干扰。在涂布机构2和干燥机构3之间设置抽风机构4，抽风机构4的吸风部4a朝向涂布机构2设置，用于吸取干燥机构3吹向涂布机构2的风，降低干燥机构3的出风端31吹出的风对涂布液的影响，有利于提高涂布液的流动稳定性，涂布液均匀流动，能够提高涂布液所形成的涂膜的稳定性和厚度均匀性。本技术实施例的涂布系统应用于制备钙钛矿太阳能电池时，所制备的钙钛矿吸收层的厚度均匀，能够有效改善钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和化学稳定性。
56.本技术实施例的涂布系统的结构较为简单，在涂布系统中增加抽风机构4不会对其他设备造成干涉，容易安装布置，且能够实现涂膜的原位干燥。在本技术中所提及的原位干燥是指涂布机构2将涂布液涂布至成膜机构1后，不需移动成膜机构1至其他工位，可采用干燥机构3对成膜机构1上的涂布液直接进行干燥。
57.为了进一步降低干燥机构3对涂布液流动均匀性的影响，在一些实施例中，抽风机构4的吸风部4a与成膜机构1的间距小于出风端31与第二端12的间距，即第三预设距离h3小于第二预设距离h2。抽风机构4的吸风部4a的安装高度过高，不能消除干燥机构3对涂布液的干扰。在本技术实施例中，抽风机构4的吸风部4a的安装高度低于干燥机构3的出风端31，有利于吸风部4a抽取出风端31吹向涂布机构2的风，从而降低干燥机构3对涂布液流动均匀性的影响。
58.由于抽风机构4在抽取风量的过程中会对空气造成扰动，如果抽风机构4的吸风部4a与涂布机构2安装距离较接近，抽风机构4可能会对涂布机构2涂布涂布液造成干扰，从而导致涂布液出现扰动。
59.为了降低抽风机构4对涂布液流动均匀性的影响，在一些实施例中，吸风部4a与成膜机构1的间距大于涂布机构2与成膜机构1的间距，即第三预设距离h3大于第一预设距离h1。吸风部4a的安装高度大于涂布机构2的安装高度，能够在一定程度上降低吸风部4a对涂布机构2的影响，吸风部4a基本不会对涂布液周边的空气造成扰动，从而能够保证涂布液的平稳流动，进而使得涂布液成膜后的膜厚均匀。
60.在一些示例中，吸风部4a与成膜机构1的间距设置为10mm～30mm，能够有效消除干燥机构3对涂布液的影响，且吸风部4a本身不会对涂布液造成干扰。
61.为了快速将涂布液干燥为涂膜，干燥机构3的出风端31可以沿第一方向延伸，出风端31和涂布液的流动方向垂直，出风端31和成膜机构1的接触面积较大，能够快速将成膜机构1上的涂布液干燥为涂膜。其中，第一方向和第二方向x垂直。
62.本技术实施例的抽风机构4可以根据所需吸取的风量调节吸风部4a朝向涂布机构2的角度、或者吸风部4a的安装高度。示例性地，当需要将抽风机构4抽取的风量降低，可以将吸风部4a的安装高度调高，即增大第三预设距离h3，吸风部4a远离涂布液，能够在一定程度上抽取风，并降低吸风部4a对涂布液的影响；或者当需要将抽风机构4抽取的风量增大，可以将吸风部4a的安装高度降低，即减小第三预设距离h3，吸风部4a更靠近涂布液，能够更
有效抽取干燥机构2吹向涂布液的气流。
63.图2是本技术一些实施例提供的抽风机构的结构示意图；图3是图2所示的抽风机构在另一角度下的结构示意图。如图2和图3所示，在一些实施例中，抽风机构4包括支撑件41和设有吸风部4a的抽风件42，抽风件42和支撑件41转动连接并能够调节吸风部4a朝向涂布机构的角度。在本技术实施例中，通过调节抽风件42和支撑件41相对转动的角度以此调节吸风部4a朝向涂布机构的角度，能够灵活调节抽风角度，从而调控吸风部4a抽取的风量。图2中的箭头表示风的流动方向。
64.在一些实施例中，抽风件42沿第一方向y延伸，相应地，支撑件41沿第一方向y延伸，且支撑件41沿第一方向y相对设置的两端分别与抽风件42的端部转动连接。支撑件41沿第一方向y延伸，支撑件41不但能对抽风件42起到支撑作用，还能起到防护作用。
65.可选地，支撑件41位于抽风件外侧，且支撑件41和抽风件42之间具有间隙，在支撑件41和抽风件42相对转动时，支撑件41不会对抽风件42造成干涉。
66.在一些实施例中，抽风机构4还包括固定件43。在需要调节吸风部4a朝向涂布机构2的角度时，可将固定件43和抽风件42以及支撑件41分离。在抽风件42和支撑件41相对转动，确定吸风部4a朝向涂布机构2的角度后，抽风件42能够通过固定件43和支撑件41锁定。
67.在一些示例中，固定件43包括彼此连接的第一段和第二段，第一段贯穿支撑件41并与抽风件42连接，第二段与支撑件41抵接。具体地，第一段与抽风件42的连接方式可以为抵接或者螺纹连接等。
68.在另一些示例中，固定件43可以为卡扣结构。在抽风件42和支撑件41相对转动时，卡扣结构和抽风件42以及支撑件41分离；在确定吸风部4a朝向涂布机构2的角度后，卡扣结构锁定抽风件42和支撑件41。卡扣结构的具体结构类型可采用现有技术中的结构形式。
69.支撑件41中开设有凹槽，第一段能够在凹槽中移动。当需要调节吸风部4a的角度时，松动第一段和抽风件42，将第一段和抽风件42分离，继而相对转动抽风件42和支撑件41，在确定吸风部4a的角度后，紧固第一段和抽风件42，并且第二段和支撑件41抵接，以此锁定抽风件42和支撑件41。
70.图4是图2所示的抽风机构在又一角度下的结构示意图；如图4所示，在一些实施例中，抽风件42包括壁部420，吸风部4a为壁部420围合形成的开口。吸风部4a的制备工艺简单，且便于安装使用。
71.可选地，吸风部4a沿第一方向y延伸，第一方向y和从第一端11指向第二端12的方向垂直，即第一方向y和第二方向x垂直。
72.吸风部4a沿第一方向y延伸，吸风部4a和涂布液的流动方向垂直，吸风部4a能够吸取涂布液在第一方向y的截面积上方的风量，能够快速吸取干燥机构3吹向涂布机构2的风，便于及时调节干燥机构3吹向成膜机构1的风量，以此降低干燥机构3对涂布液的扰动。
73.在另一些实施例中，壁部420可包括多个吸风部4a，吸风部4a为壁部420上开设的多个通孔，多个通孔可以沿第一方向y间隔设置。
74.在本技术实施例中，壁部420包括第一侧壁421、第二侧壁422、底壁423、顶壁424、第三侧壁425和第四侧壁426。第一侧壁421和第二侧壁422沿第二方向x相对设置，第三侧壁425和第四侧壁426沿第一方向y相对设置，底壁423和顶壁424沿高度方向z相对设置。其中，底壁423位于第一侧壁421和第二侧壁422之间，顶壁424位于第一侧壁421和第二侧壁422之
间。在本技术实施例中z方向表示高度方向，例如抽风机构4的高度方向，z方向与x方向垂直。
75.在一些实施例中，固定件43可以与抽风件42的第三侧壁425和/或第四侧壁426连接。
76.在一些实施例中，支撑件41沿第一方向y延伸，支撑件41沿第一方向设置的两端分别与第三侧壁425、第四侧壁426转动连接，且支撑件41位于壁部420外，并且支撑件41和壁部420的第二侧壁422之间具有间隙。在支撑件41和抽风件42相对转动时，支撑件41不会对抽风件42造成转动干涉。
77.相应地，固定件43可以与抽风件42的第三侧壁425和第四侧壁426连接，以此锁定支撑件41和壁部420。
78.请继续参阅图4，为了进一步降低风阻，在一些实施例中，顶壁424设有与吸风部4a连通的出风部4b，风由吸风部4a抽取至抽风机构4后，经第二侧壁422和底壁423的连接处，继而经顶壁424处流出，风基本不会回旋产生涡流，便于均匀抽风，且能够进一步提高抽风速度。
79.在一些示例中，出风部4b可设置为多个，多个出风部4b沿第一方向y间隔设置。多个出风部4b均匀分布，能够使得回风均匀，能够进一步提高抽风均匀性。示例性地，出风部4b为风管，便于和外部构件例如引风结构连接。
80.在另一些示例中，出风部4b为壁部420围合形成的与吸风部4a相对设置的另一开口，便于风快速流出。
81.抽风机构抽取风时，可能会在抽风机构内发生回旋涡流，导致风阻增大，不利于快速抽风。
82.图5是图2所示的抽风机构在又一角度下的结构示意图；图6是图2所示的抽风机构沿线a-a作出的剖视示意图。如图5和图6所示，为了降低风阻，在一些实施例中，吸风部4a设于第一侧壁421的靠近底壁423的端部，且第二侧壁422和底壁423的夹角大于90
°
。当吸风部4a抽取风时，风从第一侧壁421的靠近底壁423的端部进入抽风机构4，并经第二侧壁422和底壁423的连接处后流出。由于第二侧壁422和底壁423的夹角大于90
°
，风进入抽风机构4时不容易形成湍流甚至漩涡，风平缓流出，能够降低风阻，便于均匀抽风，且能够提高抽风速度。图6中的箭头表示风的流动方向。
83.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述，但在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。