Mga Glove Box para sa Perovskite Solar Cell Application
Sa proseso ng paggawa ng perovskite solar cells, ang light-sensitive active layer at functional interface ay lubos na sensitibo sa moisture at oxygen sa kapaligiran. Ang mga maliliit na pagbabago sa kapaligiran ay maaaring humantong sa pagkasira ng materyal, pagkabulok ng kahusayan ng device, at iba pang mga isyu. Samakatuwid, ang pagsasagawa ng mga operasyon sa paggawa sa loob ng mga glove box ay naging karaniwang pamamaraan ng pagpapatakbo sa industriya. Direktang tinutukoy ng pangkalahatang performance ng isang glove box ang controllability at reproducibility ng perovskite solar cell fabrication process, gayundin ang performance at stability ng mga natapos na device. Upang matiyak ang matagumpay na katha, ilang pangunahing pag-iingat para sa mga glove box ay dapat na mahigpit na kontrolin.
1. Panatilihin ang Nilalaman ng Tubig at Oxygen < 1 ppm sa Loob ng Glove Box
Ang mga materyales sa paggawa ng Perovskite ay nagpapakita ng mahinang katatagan ng kemikal. Ang pakikipag-ugnay sa moisture at oxygen ay magiging sanhi ng kanilang pagkabulok at oksihenasyon, at sa gayon ay masisira ang kahusayan ng conversion ng photoelectric at pangmatagalang katatagan ng mga solar cell.
Ang nilalaman ng tubig at oxygen ay mga kritikal na tagapagpahiwatig para sa kontrol sa kapaligiran ng glove box. Para sa perovskite solar cell fabrication, ang tubig at oxygen na nilalaman sa loob ng kamara ay dapat na matatag na kontrolado sa napakababang antas na <1 ppm. Ito ang pangunahing kinakailangan para sa pagpapanatili ng mga intrinsic na katangian ng mga perovskite na materyales, pagkamit ng mataas na kalidad na paglaki ng kristal, at pagbuo ng mga matatag na interface.
Upang matiyak na ang mga antas ng tubig at oxygen sa loob ng glove box ay maaaring mapanatili nang matatag sa ibaba 1 ppm, kinakailangan upang magarantiya ang airtightness ng katawan ng glove box (kabilang ang mga viewing window, guwantes, sealing ring, atbp.) upang ganap na harangan ang pagtagos ng mga panlabas na dumi; gumamit ng high-purity inert gas upang maiwasan ang maruming working gas mula sa pagpasok ng labis na mga dumi sa silid; samantala, mahigpit na subaybayan at regular na muling buuin o palitan ang mga materyales sa paglilinis upang mapanatili ang kanilang tuluy-tuloy at mahusay na kapasidad ng malalim na paglilinis. Sa pamamagitan ng mga hakbang na ito, ang low-water-and-oxygen na kapaligiran sa loob ng glove box ay mapapanatiling matatag.
2. Malinis na Kapaligiran sa Loob ng Perovskite Glove Box
Ang malinis na panloob na kapaligiran ay isang mahalagang kinakailangan upang maiwasan ang kontaminasyon ng karumihan ng mga perovskite na materyales. Lalo na sa mga pangunahing hakbang sa paggawa tulad ng thin film deposition, ang maliliit na dust particle ay maaaring magdulot ng mga depekto sa mga device. Ang glove box ay maaaring nilagyan ng FFU ultra-clean filtration system sa itaas ng chamber. Hinihimok ng dust removal fan, ang gas sa loob ng glove box ay sinasala sa pamamagitan ng H14 high-efficiency o U15 ultra-high-efficiency filter cartridges upang bumuo ng isang matatag na unidirectional vertical laminar flow, na epektibong nag-aalis ng mga particle sa working area. Ang kalinisan ng operating zone sa loob ng glove box ay maaaring umabot sa Class 10 o Class 100 na pamantayan, na nagbibigay ng malinis na kapaligiran para sa high-precision na paggawa ng perovskite solar cells.
Pagkatapos dumaloy sa ilalim na bahagi, ang gas sa loob ng kamara ay babalik sa sistema ng pag-alis ng alikabok sa pamamagitan ng pipeline ng sirkulasyon, na bumubuo ng closed-loop circulation filtration mode. Ang matatag na malinis na kapaligiran sa loob ng glove box ay maaaring patuloy na mapanatili.
3. Paggamot ng Mga Organikong Solvent at Pagkontrol sa Temperatura
1) Paggamot ng Mga Organikong Solvent
Sa panahon ng paggawa ng perovskite solar cell, ang mga organikong solvent (tulad ng dimethylformamide DMF at dimethyl sulfoxide DMSO, atbp.) ay sumingaw mula sa solusyon at naiipon sa loob ng glove box habang naghahanda ng solusyon at pagkatapos ng paggamot sa device. Ang mga pabagu-bagong organic na solvent na ito ay maaaring makipag-ugnayan sa mga perovskite na materyales, makaapekto sa performance ng device, at magdulot din ng mga potensyal na panganib sa mga sensor ng glove box.
Upang malutas ang problemang ito, ang function na 'purge' ng glove box ay maaaring i-activate upang ilabas ang gas na may halong mga organikong solvent sa loob ng chamber sa pamamagitan ng inert working gas replacement. Kasabay nito, inirerekumenda na mag-install ng pinalaki na organikong solvent adsorber upang malalim na i-adsorb ang mga natitirang organikong solvent sa loob ng silid gamit ang mga materyales sa adsorption, na higit na binabawasan ang kanilang konsentrasyon.
2) Pagkontrol sa Temperatura
Ang paghahanda ng mga solusyon sa perovskite ay nangangailangan ng pagdaragdag ng mga compound ng calcium at titanium sa mga organikong solvent, kasama ang ilang mga surfactant at stabilizer upang mapabuti ang katatagan ng solusyon. Ang mga materyales na ito ay dapat na naka-imbak sa loob ng isang glove box na may anhydrous, oxygen-free, at dust-free na kapaligiran.
Ang ilang mga solusyon sa katha ay sensitibo sa temperatura. Ang pagbabagu-bago ng temperatura ay maaaring humantong sa hindi pantay na konsentrasyon ng solusyon, abnormal na bilis ng crystallization, at iba pang mga problema. Upang matugunan ito, maaaring i-install ang isang pang-industriyang air conditioning system sa loob ng glove box upang tumpak na makontrol ang panloob na temperatura sa loob ng angkop na hanay na 15–20 °C, na nagbibigay ng isang matatag na kapaligiran sa temperatura para sa paghahanda ng solusyon, paglaki ng manipis na pelikula, at iba pang mga hakbang, at tinitiyak ang pagkakapare-pareho ng mga eksperimentong kondisyon.
