一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法与流程

本申请涉及涂布，特别是涉及一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法。

背景技术：

1、卷对卷涂布技术，被广泛应用于造纸、印刷、包装、基材制造等领域。然而，随着新能源、新材料、光学膜、光电膜等柔性功能层器件的快速发展，常规的卷对卷涂布技术难以满足特定柔性功能层的制备要求。

2、以柔性钙钛矿功能层为例，钙钛矿薄膜太阳能电池以制造工艺简单、成本低、光电转换效率高的优势，被誉为未来的“光伏之星”。若钙钛矿功能层采用卷对卷柔性涂布技术，则能最大限度地兼顾对柔性器件的需求和产业化连续性生产的需求。

3、现有技术中，制备卷对卷柔性钙钛矿功能层时，通常是将涂布有湿膜的基材直接传输至烘箱中热烘，而后收卷。然而，这种制备方式存在一定弊端。其钙钛矿功能层的结晶效果差，如晶相杂乱、结晶尺寸小，导致晶体内部载流子的传输距离大幅降低，复合几率大，直接影响光伏器件的光电转换效率。

4、基于此，如何提供一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法，能够兼顾对特定柔性功能层的高性能需求和连续性生产需求，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的至少一个问题，本申请的目的在于提供一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法，能够兼顾对特定柔性功能层的高性能需求和连续性生产需求。尤其适用于柔性钙钛矿功能层的连续性生产，且制备的钙钛矿功能层纯度高、结晶效果佳，有助于提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

2、为实现上述目的，本申请提供的卷对卷柔性功能层制备装置，包括沿基材传输方向依次设置的放卷单元、涂布单元、第一储料单元、真空干燥单元、第二储料单元、热烘单元和收卷单元；

3、其中，所述真空干燥单元，包括上部壳体、下部壳体和抽真空子单元；用以对涂布后的基材进行真空干燥；

4、响应于接收到常压工作指令，所述真空干燥单元的上部壳体和下部壳体间隙设置，所述间隙供基材传输；所述第一储料单元出料，所述第二储料单元进料；

5、响应于接收到低压工作指令，所述第一储料单元停止出料；所述第二储料单元停止进料；所述上部壳体和所述下部壳体挤压设置，界定出内置部分基材的低压腔体；对所述低压腔体中的基材进行真空干燥。

6、优选地，所述第一储料单元的进料速度匹配于所述放卷单元的放卷速度；所述第一储料单元的出料速度大于进料速度；

7、所述第二储料单元的出料速度匹配于所述收卷单元的收卷速度；所述第二储料单元的进料速度大于储料速度；

8、所述放卷单元的放卷速度和/或所述收卷单元的收卷速度为在线匀速设置。

9、优选地，所述抽真空子单元，包括干泵和分子泵；所述抽真空的真空保压时长范围为10s-20s。

10、优选地，所述真空干燥单元，还包括控温子单元，用以控制所述低压腔体的温度。

11、优选地，所述装置还设有，

12、气压计，用以测量所述真空干燥单元的低压腔体内的气压值；

13、控制器，用以基于所述气压值控制所述真空干燥单元的工作状态。

14、优选地，所述涂布单元对所述基材的涂布被配置为连续涂布或间歇涂布；

15、经所述间歇涂布的基材，包括涂布区域和间断区域；在低压工作状态下，所述上部壳体和所述下部壳体之间挤压的基材区域至少部分对应所述间断区域。

16、优选地，所述功能层为钙钛矿功能层。

17、为实现上述目的，本申请还提供的卷对卷柔性功能层制备方法，采用如上所述的卷对卷柔性功能层制备装置，所述方法包括，

18、所述放卷单元放出基材；

19、所述涂布单元对所述基材进行涂布，所述第一储料单元将涂布后的基材进料；

20、响应于接收到常压工作指令，所述真空干燥单元的所述上部壳体和所述下部壳体呈间隙设置，所述第一储料单元出料，所述第二储料单元进料；

21、响应于接收到低压工作指令，所述第一储料单元停止出料；所述第二储料单元停止进料；所述上部壳体和所述下部壳体挤压设置，界定出所述低压腔体；经抽真空后，对所述低压腔体中的基材进行真空干燥；

22、所述第二储料单元将干燥后的基材出料；

23、所述热烘单元对基材进行热烘，所述收卷单元对热烘后的基材进行收卷。

24、优选地，所述装置，还设有气压计和控制器；在所述控制器端，所述方法还包括，

25、在所述抽真空开始时，进行第一计时；

26、获取通过所述气压计测量的所述低压腔体的气压值；

27、响应于所述气压值等于气压阈值，且所述第一计时的时长小于第一时长阈值，则进行第二计时，并在所述第二计时的时长达到第二时长阈值时，向所述真空干燥单元发送所述常压工作指令。

28、进一步优选地，所述方法还包括，

29、响应于所述第一计时的时长达到第三时长阈值，且所述气压值保持大于气压阈值，则确定气压异常，并启动异常策略；其中，

30、所述第三时长阈值大于所述第一时长阈值；

31、所述异常策略包括，进行第三计时，并在所述第三计时的时长达到第四时长阈值时，向所述真空干燥单元发送所述常压工作指令；

32、所述异常策略还包括以下方式中的至少一种：

33、降低所述放卷速度，并匹配调整所述涂布单元的涂布参数；

34、降低所述收卷速度，并匹配调整所述热烘单元的热烘温度；

35、提高所述第一储料单元的出料速度和所述第二储料单元的进料速度。

36、本申请的一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法，通过在涂布单元后，设置专门的第一储料单元、真空干燥单元和第二储料单元；并通过对真空干燥单元设置上部壳体、下部壳体和抽真空子单元；以及通过接收到常压工作指令时，真空干燥单元的上部壳体和下部壳体间隙设置，间隙供涂布后的基材传输，第一储料单元出料，第二储料单元进料；并通过接收到低压工作指令时，第一储料单元停止出料，第二储料单元停止进料，上部壳体和下部壳体挤压设置，界定出内置部分基材的低压腔体，而后对低压腔体中的基材进行真空干燥。由此，能够兼顾对特定柔性功能层的高性能需求和连续性生产需求。尤其适用于柔性钙钛矿功能层的连续性生产，且制备的钙钛矿功能层纯度高、结晶效果佳，有助于提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

37、本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

技术特征：

1.一种卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述装置包括沿基材传输方向依次设置的放卷单元、涂布单元、第一储料单元、真空干燥单元、第二储料单元、热烘单元和收卷单元；

2.根据权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述第一储料单元的进料速度匹配于所述放卷单元的放卷速度；所述第一储料单元的出料速度大于进料速度；

3.根据权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述抽真空子单元，包括干泵和分子泵；所述抽真空的真空保压时长范围为10s-20s。

4.根据权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述真空干燥单元，还包括控温子单元，用以控制所述低压腔体的温度。

5.根据权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述装置还设有，

6.根据权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述涂布单元对所述基材的涂布被配置为连续涂布或间歇涂布；

7.根据权利要求1-6任一项所述的卷对卷柔性功能层制备装置，其特征在于，所述功能层为钙钛矿功能层。

8.一种卷对卷柔性功能层制备方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的卷对卷柔性功能层制备装置，所述方法包括，

9.根据权利要求8所述的卷对卷柔性功能层制备方法，其特征在于，所述装置，还设有气压计和控制器；在所述控制器端，所述方法还包括，

10.根据权利要求9所述的卷对卷柔性功能层制备方法，其特征在于，所述方法还包括，

技术总结
一种卷对卷柔性功能层制备装置和方法，该装置包括放卷单元、涂布单元、第一储料单元、真空干燥单元、第二储料单元、热烘单元和收卷单元。真空干燥单元包括上部壳体、下部壳体和抽真空子单元。响应于接收到常压工作指令，上部壳体和下部壳体间隙设置，间隙供基材传输；第一储料单元出料；第二储料单元进料。响应于接收到低压工作指令，第一储料单元停止出料；第二储料单元停止进料；上部壳体和下部壳体挤压设置，界定出内置部分基材的低压腔体，并进行真空干燥。能够兼顾对特定柔性功能层的高性能需求和连续性生产需求。尤其适用于柔性钙钛矿功能层的连续性生产，且钙钛矿功能层纯度高、结晶效果佳，有助于提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

技术研发人员：冯宗宝,欧阳俊波,龙云波,乔静,李莲花
受保护的技术使用者：苏州淇新智能装备科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15