钙钛矿太阳电池的制备装置及钙钛矿太阳电池的制备方法与流程

本公开涉及太阳电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池的制备装置及钙钛矿太阳电池的制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿太阳电池是一种以钙钛矿材料吸收光能并产生光生载流子的半导体器件。相较于硅晶体，钙钛矿材料通常具有较高的载流子迁移率和较长的载流子寿命，因此钙钛矿太阳电池也被认为是一种颇具应用前景的太阳电池。

2、钙钛矿太阳电池通常为叠层结构，其中包括依次层叠的底电极、钙钛矿层和顶电极。在钙钛矿太阳电池的实际制备工艺中，为了获得串联的多个钙钛矿太阳电池，通常还需要对制备的钙钛矿层进行划线处理，以对钙钛矿层进行分割。目前，钙钛矿层通常以溶液法（例如旋涂法）制备，然后再转移至划线设备中进行划线处理，但是该制备过程需要经过多个设备处理，且过程较为复杂，限制了钙钛矿太阳电池的生产效率。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够简化钙钛矿太阳电池的制备过程的制备装置，以提高钙钛矿太阳电池的生产效率。

2、根据本公开的一些实施例，提供了一种钙钛矿太阳电池的制备装置，其包括传送机构、刻蚀激光源和多个依次设置于所述传送机构的传送路径上的溅射腔室，所述刻蚀激光源设置于所述溅射腔室中，多个所述溅射腔室包括依次设置的钙钛矿腔室和顶电极腔室；

3、所述钙钛矿腔室中设置有钙钛矿靶材，所述钙钛矿靶材用于在待镀膜的基底上溅射钙钛矿材料，所述顶电极腔室中设置有顶电极靶材，所述顶电极靶材用于在待镀膜的基底上溅射顶电极材料，所述钙钛矿靶材与所述顶电极靶材之间设置有所述刻蚀激光源，所述刻蚀激光源能够朝向所述基底进行刻蚀。

4、在本公开的一些实施例中，多个所述溅射腔室还包括第一电荷传输腔室和/或第二电荷传输层腔室；

5、所述第一电荷传输腔室位于所述钙钛矿腔室之前，所述第一电荷传输腔室中设置有第一电荷传输靶材，所述第一电荷传输靶材包括第一电荷传输材料；

6、所述第二电荷传输层腔室位于所述钙钛矿腔室之后，所述第二电荷传输层腔室中设置有第二电荷传输靶材，所述第二电荷传输靶材包括第二电荷传输材料。

7、在本公开的一些实施例中，所述钙钛矿腔室中设置有多个所述钙钛矿靶材以及多个所述刻蚀激光源，所述钙钛矿靶材与所述刻蚀激光源交替设置，且每个所述钙钛矿靶材之后均设置有相应的所述刻蚀激光源；和/或，

8、所述第一电荷传输腔室中设置有多个所述第一电荷传输靶材以及多个所述刻蚀激光源，所述第一电荷传输靶材与所述刻蚀激光源交替设置，且每个所述第一电荷传输靶材之后均设置有相应的所述刻蚀激光源；和/或，

9、所述第二电荷传输层腔室中设置有多个所述第二电荷传输靶材以及多个所述刻蚀激光源，所述第二电荷传输靶材与所述刻蚀激光源交替设置，且每个所述第二电荷传输靶材之后均设置有相应的所述刻蚀激光源。

10、在本公开的一些实施例中，所述钙钛矿腔室、所述第一电荷传输腔室和/或所述第二电荷传输层腔室中还设置有冷冻支撑机构，所述冷冻支撑机构用于承载并冷冻待镀膜的基底。

11、在本公开的一些实施例中，所述冷冻支撑机构包括支撑主体以及设置于所述支撑主体中的冷冻管道。

12、在本公开的一些实施例中，多个所述溅射腔室还包括底电极腔室，所述底电极腔室位于所述钙钛矿腔室之前，所述底电极腔室中设置有底电极靶材，所述底电极腔室中也设置有位于所述底电极靶材之后的所述刻蚀激光源。

13、在本公开的一些实施例中，所述刻蚀激光源为飞秒激光器。

14、进一步地，本公开还提供了一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其采用如上述任一实施例所述的钙钛矿太阳电池的制备装置进行制备，包括如下步骤：

15、将基底传送至所述钙钛矿腔室中，在所述基底上溅射钙钛矿材料；

16、采用所述刻蚀激光源对所述钙钛矿材料进行划线处理；以及，

17、将所述基底传送至所述顶电极腔室中，在所述基底上溅射顶电极材料，形成顶电极。

18、在本公开的一些实施例中，在将基底传送至所述钙钛矿腔室之前，还包括如下步骤：将所述基底传送至第一电荷传输腔室，在所述基底上溅射第一电荷传输材料；和/或，

19、在将基底传送至所述钙钛矿腔室之后，还包括如下步骤：将所述基底传送至第二电荷传输层腔室，在所述基底上溅射第二电荷传输材料。

20、在本公开的一些实施例中，在所述基底上溅射钙钛矿材料和对所述钙钛矿材料进行划线处理的步骤均有多次，且每次溅射钙钛矿材料之后均对溅射的所述钙钛矿材料进行划线处理；和/或，

21、在所述基底上溅射第一电荷传输材料的步骤有多次，且每次溅射所述第一电荷传输材料之后均对溅射的所述第一电荷传输材料进行划线处理；和/或，

22、在所述基底上溅射第二电荷传输材料的步骤有多次，且每次溅射所述第二电荷传输材料之后均对溅射的所述第二电荷传输材料进行划线处理。

23、于本公开提供的钙钛矿太阳电池的制备装置中，采用连续设置的钙钛矿腔室以及顶电极腔室，并且将刻蚀激光源设置于溅射腔室中，且钙钛矿靶材与顶电极靶材之间设置有刻蚀激光源。其中，通过将传送机构、刻蚀激光源与镀膜用的溅射腔室相结合，能够在基底的传送过程中连续沉积钙钛矿层和顶电极，并且在传送过程中完成激光划线处理。相较于传统技术中冗杂的制备工序，该钙钛矿太阳电池的制备装置能够有效简化钙钛矿太阳电池的生产流程，提高钙钛矿太阳电池的生产效率。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，包括传送机构、刻蚀激光源和多个依次设置于所述传送机构的传送路径上的溅射腔室，所述刻蚀激光源设置于所述溅射腔室中，多个所述溅射腔室包括依次设置的钙钛矿腔室和顶电极腔室；

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，多个所述溅射腔室还包括第一电荷传输腔室和/或第二电荷传输层腔室；

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，所述钙钛矿腔室中设置有多个所述钙钛矿靶材以及多个所述刻蚀激光源，所述钙钛矿靶材与所述刻蚀激光源交替设置，且每个所述钙钛矿靶材之后均设置有相应的所述刻蚀激光源；和/或，

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，所述钙钛矿腔室、所述第一电荷传输腔室和/或所述第二电荷传输层腔室中还设置有冷冻支撑机构，所述冷冻支撑机构用于承载并冷冻待镀膜的基底。

5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，所述冷冻支撑机构包括支撑主体以及设置于所述支撑主体中的冷冻管道。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，多个所述溅射腔室还包括底电极腔室，所述底电极腔室位于所述钙钛矿腔室之前，所述底电极腔室中设置有底电极靶材，所述底电极腔室中也设置有位于所述底电极靶材之后的所述刻蚀激光源。

7.根据权利要求1~5任意一项所述的钙钛矿太阳电池的制备装置，其特征在于，所述刻蚀激光源为飞秒激光器。

8.一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1~7任意一项所述的钙钛矿太阳电池的制备装置进行制备，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，在将基底传送至所述钙钛矿腔室之前，还包括如下步骤：将所述基底传送至第一电荷传输腔室，在所述基底上溅射第一电荷传输材料；和/或，

10.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，在所述基底上溅射钙钛矿材料和对所述钙钛矿材料进行划线处理的步骤均有多次，且每次溅射钙钛矿材料之后均对溅射的所述钙钛矿材料进行划线处理；和/或，

技术总结
本公开提供一种钙钛矿太阳电池的制备装置及钙钛矿太阳电池的制备方法。该制备装置包括传送机构、刻蚀激光源和多个依次设置于传送机构的传送路径上的溅射腔室，刻蚀激光源设置于溅射腔室中，多个溅射腔室包括依次设置的钙钛矿腔室和顶电极腔室；钙钛矿腔室中设置有钙钛矿靶材，钙钛矿靶材用于在待镀膜的基底上溅射钙钛矿材料，顶电极腔室中设置有顶电极靶材，顶电极靶材用于在待镀膜的基底上溅射顶电极材料，钙钛矿靶材与顶电极靶材之间设置有刻蚀激光源，刻蚀激光源能够朝向基底进行刻蚀。

技术研发人员：易典,王荣福,袁昌理,朱海峰,曾兴明
受保护的技术使用者：深圳市汉嵙新材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16