Handskebokse til Perovskite solcelleapplikationer
I fremstillingsprocessen af perovskit-solceller er det lysfølsomme aktive lag og funktionelle grænseflader meget følsomme over for fugt og ilt i den omgivende atmosfære. Mindre miljøudsving kan føre til materialeforringelse, forringelse af enhedens effektivitet og andre problemer. Derfor er udførelse af fremstillingsoperationer inde i handskebokse blevet standarddriftsproceduren i branchen. Handskerummets samlede ydeevne bestemmer direkte kontrollerbarheden og reproducerbarheden af perovskit-solcellefremstillingsprocessen samt ydeevnen og stabiliteten af de færdige enheder. For at sikre en vellykket fremstilling skal flere vigtige forholdsregler for handskebokse kontrolleres nøje.
1. Oprethold vand- og iltindhold < 1 ppm inde i handskerummet
Perovskitfremstillingsmaterialer udviser dårlig kemisk stabilitet. Kontakt med fugt og ilt vil forårsage deres nedbrydning og oxidation og derved forringe solcellernes fotoelektriske konverteringseffektivitet og langsigtede stabilitet.
Vand- og iltindhold er kritiske indikatorer for miljøkontrol i handskerum. Til perovskit-solcellefremstilling skal vand- og iltindholdet inde i kammeret være stabilt kontrolleret på et ekstremt lavt niveau på < 1 ppm. Dette er den grundlæggende forudsætning for at bevare perovskitmaterialernes iboende egenskaber, opnå krystalvækst af høj kvalitet og danne stabile grænseflader.
For at sikre, at vand- og iltniveauet inde i handskerummet stabilt kan holdes under 1 ppm, er det nødvendigt at garantere lufttætheden af handskerummets krop (inklusive vinduer, handsker, tætningsringe osv.) for fuldstændigt at blokere indtrængen af eksterne urenheder; brug inert gas af høj renhed for at forhindre uren arbejdsgas i at indføre overdreven urenheder i kammeret; i mellemtiden skal du nøje overvåge og regelmæssigt regenerere eller udskifte rensningsmaterialerne for at opretholde deres kontinuerlige og effektive dybderensningskapacitet. Gennem disse foranstaltninger kan atmosfæren med lavt vand- og iltindhold inde i handskerummet opretholdes stabilt.
2. Rent miljø inde i Perovskite handskerummet
Et rent indre miljø er en vigtig forudsætning for at undgå urenhedsforurening af perovskitmaterialer. Især i vigtige fremstillingstrin, såsom tyndfilmaflejring, kan små støvpartikler inducere defekter i enhederne. Handskerummet kan udstyres med et FFU ultra-rent filtreringssystem på toppen af kammeret. Drevet af en støvfjernelsesventilator filtreres gassen inde i handskerummet gennem H14 højeffektive eller U15 ultrahøjeffektive filterpatroner for at danne et stabilt ensrettet vertikalt laminært flow, som effektivt fjerner partikler i arbejdsområdet. Renheden af operationszonen inde i handskerummet kan nå klasse 10 eller klasse 100 standarder, hvilket giver et rent miljø til højpræcisionsfremstilling af perovskit solceller.
Efter at have strømmet gennem bundområdet, vender gassen inde i kammeret tilbage til støvfjernelsessystemet gennem en cirkulationsrørledning, der danner en lukket kredsløbscirkulationsfiltreringstilstand. Det stabile, rene miljø inde i handskerummet kan opretholdes konsekvent.
3. Behandling af organiske opløsningsmidler og temperaturkontrol
1) Behandling af organiske opløsningsmidler
Under fremstillingen af perovskit-solceller fordamper organiske opløsningsmidler (såsom dimethylformamid DMF og dimethylsulfoxid DMSO, osv.) fra opløsningen og samler sig inde i handskerummet under klargøring af opløsning og efterbehandling af enheden. Disse flygtige organiske opløsningsmidler kan interagere med perovskitmaterialer, påvirke enhedens ydeevne og udgøre også potentielle risici for handskerummets sensorer.
For at løse dette problem kan handskerummets 'udrensning'-funktion aktiveres for at udlede gassen blandet med organiske opløsningsmidler inde i kammeret gennem udskiftning af inert arbejdsgas. Samtidig anbefales det at installere en forstørret organisk opløsningsmiddeladsorber til dybt at adsorbere resterende organiske opløsningsmidler inde i kammeret ved hjælp af adsorptionsmaterialer, hvilket yderligere reducerer deres koncentration.
2) Temperaturkontrol
Fremstillingen af perovskit-opløsninger kræver tilsætning af calcium- og titaniumforbindelser til organiske opløsningsmidler sammen med visse overfladeaktive stoffer og stabilisatorer for at forbedre opløsningens stabilitet. Disse materialer skal opbevares i et handskerum med et vandfrit, iltfrit og støvfrit miljø.
Nogle fremstillingsløsninger er følsomme over for temperatur. Temperatursvingninger kan føre til ujævn opløsningskoncentration, unormal krystallisationshastighed og andre problemer. For at løse dette kan et industrielt klimaanlæg installeres inde i handskerummet for præcist at kontrollere den interne temperatur inden for det passende område på 15-20 °C, hvilket giver et stabilt temperaturmiljø til opløsningsforberedelse, tyndfilmvækst og andre trin og sikrer konsistensen af eksperimentelle forhold.
