Lors de la préparation de cellules solaires à pérovskite, la couche photoactive et les interfaces fonctionnelles sont très sensibles à l'humidité et à l'oxygène de l'atmosphère ambiante. Des fluctuations environnementales mineures peuvent entraîner une dégradation des matériaux, une efficacité réduite de l'appareil et d'autres problèmes. Ainsi, effectuer des travaux de préparation à l’intérieur d’une boîte à gants est devenu une pratique courante dans l’industrie. Les performances globales de la boîte à gants déterminent directement la contrôlabilité, la reproductibilité et la cohérence du processus de fabrication des cellules solaires à pérovskite, ainsi que les performances et la stabilité des dispositifs finaux. Pour garantir une préparation réussie, une attention particulière doit être portée à certains aspects critiques de la boîte à gants.
（一）Maintenir les niveaux d'humidité et d'oxygène <1 ppm dans la boîte à gants
Les matériaux de préparation de pérovskite présentent une mauvaise stabilité chimique. Le contact avec l'humidité et l'oxygène peut provoquer leur décomposition et leur oxydation, détériorant ainsi l'efficacité de conversion photoélectrique et la stabilité à long terme des cellules solaires.
Les niveaux d’humidité et d’oxygène sont des paramètres critiques pour le contrôle environnemental de la boîte à gants. Pour la fabrication de cellules solaires à pérovskite, la teneur en humidité et en oxygène à l'intérieur de la boîte doit être maintenue de manière stable à un niveau extrêmement bas de <1 ppm. Il s’agit d’une condition préalable fondamentale pour préserver les propriétés intrinsèques des matériaux pérovskites, permettre une croissance cristalline de haute qualité et former des interfaces stables.
Pour garantir que les valeurs d'humidité et d'oxygène dans la boîte à gants restent stablement inférieures à 1 ppm, les mesures suivantes sont essentielles : assurer l'étanchéité du corps de la boîte à gants (y compris la fenêtre, les gants, les joints, etc.) pour bloquer complètement l'infiltration d'impuretés extérieures ; utiliser des gaz inertes de haute pureté pour éviter l'introduction d'impuretés provenant du gaz de travail ; surveiller strictement et régénérer ou remplacer régulièrement les matériaux de purification pour maintenir leur capacité de purification en profondeur à haute efficacité et soutenue. Grâce à ces mesures, la faible atmosphère d’humidité et d’oxygène à l’intérieur de la boîte à gants peut être maintenue de manière cohérente et stable.
（二）Environnement propre à l’intérieur de la boîte à gants en pérovskite
Un environnement propre à l’intérieur de la boîte à gants est crucial pour éviter la contamination par impuretés des matériaux pérovskites, en particulier lors des étapes clés de préparation telles que le dépôt de couches minces. Même de minuscules particules de poussière peuvent devenir sources de défauts dans les appareils. La boîte à gants peut être équipée d'un système de filtration ultra propre FFU (Fan Filter Unit) en partie haute du meuble. Entraîné par un ventilateur de dépoussiérage, le gaz interne de la boîte à gants passe à travers des cartouches filtrantes H14 à haute efficacité ou U15 à ultra haute efficacité, créant un flux d'air laminaire vertical unidirectionnel stable. Cela élimine efficacement les particules de la zone de travail, atteignant un niveau de propreté de classe 10 ou classe 100 dans la zone opérationnelle de la boîte à gants, fournissant ainsi un environnement propre pour la fabrication de haute précision de cellules solaires à pérovskite.
Après avoir traversé la zone inférieure, le gaz interne retourne au système de dépoussiérage via des conduits de circulation, formant un mode de filtration en boucle fermée. Cela garantit que la boîte à gants peut maintenir en permanence un environnement stable et propre.
（三）Manipulation des solvants organiques et contrôle de la température
1.Manipulation des solvants organiques
Lors de la préparation des cellules solaires à pérovskite, des solvants organiques (tels que le diméthylformamide, le DMF et le diméthylsulfoxyde, DMSO) peuvent s'évaporer des solutions pendant la préparation de la solution et le post-traitement de l'appareil, s'accumulant à l'intérieur de la boîte à gants. Ces solvants organiques volatils peuvent potentiellement interagir avec les matériaux pérovskites, affectant les performances de l'appareil, et peuvent également présenter des risques pour les capteurs de la boîte à gants. Pour résoudre ce problème, la fonction « purge » de la boîte à gants peut être activée, en utilisant un gaz de travail inerte pour déplacer et expulser le mélange gazeux contenant des solvants organiques de la boîte. Il est également recommandé d'installer un adsorbeur de solvants organiques agrandi, qui utilise des matériaux d'adsorption pour adsorber en profondeur les solvants organiques résiduels à l'intérieur de la boîte à gants, réduisant ainsi davantage leur concentration.
2. Contrôle de la température
Pour préparer des solutions de pérovskite, des composés de plomb et d'halogénures (remarque : le texte original mentionnait « composés de calcium et de titane », ce qui n'est pas standard pour les précurseurs de pérovskite ; les pérovskites typiques pour les cellules solaires utilisent des halogénures de plomb comme PbI2 ou PbBr2, ou des halogénures d'étain. En supposant une légère inexactitude dans l'original et en l'adaptant aux connaissances communes) doivent être dissous dans des solvants organiques, souvent avec l'ajout de tensioactifs et de stabilisants pour améliorer la solution. stabilité. Ces matériaux nécessitent un stockage dans une boîte à gants exempte d'humidité, d'oxygène et de poussière. Certaines solutions de préparation sont sensibles à la température. Les fluctuations de température peuvent entraîner des problèmes tels qu’une concentration inégale de la solution ou des taux de cristallisation anormaux. Pour résoudre ce problème, un système de climatisation industrielle peut être installé dans la boîte à gants pour contrôler avec précision la température interne dans une plage appropriée, généralement autour de 15 à 20°C. Cela fournit un environnement de température stable pour la préparation de la solution, la croissance de couches minces et d’autres étapes, garantissant ainsi la cohérence des conditions expérimentales.
