पेरोव्स्काइट सौर सेल अनुप्रयोगों के लिए दस्ताने बक्से

पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं की निर्माण प्रक्रिया में, प्रकाश-संवेदनशील सक्रिय परत और कार्यात्मक इंटरफेस परिवेश वातावरण में नमी और ऑक्सीजन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। मामूली पर्यावरणीय उतार-चढ़ाव से सामग्री का क्षरण, डिवाइस की दक्षता में कमी और अन्य समस्याएं हो सकती हैं। इसलिए, दस्ताने बक्से के अंदर निर्माण कार्य करना उद्योग में मानक संचालन प्रक्रिया बन गई है। ग्लव बॉक्स का समग्र प्रदर्शन सीधे तौर पर पेरोव्स्काइट सौर सेल निर्माण प्रक्रिया की नियंत्रणीयता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता के साथ-साथ तैयार उपकरणों के प्रदर्शन और स्थिरता को निर्धारित करता है। सफल निर्माण सुनिश्चित करने के लिए, दस्ताने बक्से के लिए कई प्रमुख सावधानियों को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

1. ग्लव बॉक्स के अंदर पानी और ऑक्सीजन की मात्रा <1 पीपीएम बनाए रखें

पेरोव्स्काइट निर्माण सामग्री खराब रासायनिक स्थिरता प्रदर्शित करती है। नमी और ऑक्सीजन के संपर्क से उनका अपघटन और ऑक्सीकरण हो जाएगा, जिससे फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता और सौर कोशिकाओं की दीर्घकालिक स्थिरता खराब हो जाएगी।

ग्लोव बॉक्स पर्यावरण नियंत्रण के लिए पानी और ऑक्सीजन सामग्री महत्वपूर्ण संकेतक हैं। पेरोव्स्काइट सौर सेल निर्माण के लिए, कक्ष के अंदर पानी और ऑक्सीजन सामग्री को <1 पीपीएम के अत्यंत निम्न स्तर पर स्थिर रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए। यह पेरोव्स्काइट सामग्रियों के आंतरिक गुणों को संरक्षित करने, उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टल विकास को प्राप्त करने और स्थिर इंटरफेस बनाने के लिए मूलभूत शर्त है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि दस्ताने बॉक्स के अंदर पानी और ऑक्सीजन का स्तर 1 पीपीएम से नीचे बनाए रखा जा सकता है, बाहरी अशुद्धियों के प्रवेश को पूरी तरह से अवरुद्ध करने के लिए दस्ताने बॉक्स बॉडी (खिड़कियों, दस्ताने, सीलिंग रिंग आदि को देखने सहित) की वायुरोधीता की गारंटी देना आवश्यक है; अशुद्ध कार्यशील गैस को चैम्बर में अत्यधिक अशुद्धियाँ लाने से रोकने के लिए उच्च शुद्धता वाली अक्रिय गैस का उपयोग करें; इस बीच, उनकी निरंतर और कुशल गहरी शुद्धिकरण क्षमता को बनाए रखने के लिए शुद्धिकरण सामग्रियों की सख्ती से निगरानी करें और नियमित रूप से उन्हें पुनर्जीवित करें या बदलें। इन उपायों के माध्यम से, दस्ताने बॉक्स के अंदर कम पानी और ऑक्सीजन वाले वातावरण को स्थिर रूप से बनाए रखा जा सकता है।

2. पेरोव्स्काइट ग्लोव बॉक्स के अंदर स्वच्छ वातावरण

पेरोव्स्काइट सामग्रियों के अशुद्धता संदूषण से बचने के लिए एक स्वच्छ आंतरिक वातावरण एक महत्वपूर्ण शर्त है। विशेष रूप से प्रमुख निर्माण चरणों जैसे पतली फिल्म जमाव में, छोटे धूल कण उपकरणों में दोष उत्पन्न कर सकते हैं। ग्लोव बॉक्स को चैम्बर के शीर्ष पर एफएफयू अल्ट्रा-क्लीन निस्पंदन सिस्टम से सुसज्जित किया जा सकता है। धूल हटाने वाले पंखे द्वारा संचालित, ग्लोव बॉक्स के अंदर की गैस को H14 उच्च दक्षता या U15 अल्ट्रा-उच्च दक्षता फिल्टर कारतूस के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है ताकि एक स्थिर यूनिडायरेक्शनल ऊर्ध्वाधर लामिना प्रवाह बनाया जा सके, जो कार्य क्षेत्र में कणों को प्रभावी ढंग से हटा देता है। ग्लोव बॉक्स के अंदर ऑपरेटिंग ज़ोन की सफाई कक्षा 10 या कक्षा 100 मानकों तक पहुंच सकती है, जो पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के उच्च परिशुद्धता निर्माण के लिए एक स्वच्छ वातावरण प्रदान करती है।

निचले क्षेत्र से बहने के बाद, कक्ष के अंदर की गैस एक परिसंचरण पाइपलाइन के माध्यम से धूल हटाने वाली प्रणाली में लौट आती है, जिससे एक बंद-लूप परिसंचरण निस्पंदन मोड बनता है। ग्लोव बॉक्स के अंदर स्थिर स्वच्छ वातावरण को लगातार बनाए रखा जा सकता है।

3. कार्बनिक विलायकों का उपचार एवं तापमान नियंत्रण

1) कार्बनिक विलायकों का उपचार

पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं के निर्माण के दौरान, कार्बनिक सॉल्वैंट्स (जैसे डाइमिथाइलफॉर्मामाइड डीएमएफ और डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड डीएमएसओ, आदि) समाधान से वाष्पित हो जाते हैं और समाधान की तैयारी और उपकरण के बाद के उपचार के दौरान दस्ताने बॉक्स के अंदर जमा हो जाते हैं। ये वाष्पशील कार्बनिक सॉल्वैंट्स पेरोव्स्काइट सामग्रियों के साथ बातचीत कर सकते हैं, डिवाइस के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं, और ग्लोव बॉक्स सेंसर के लिए संभावित जोखिम भी पैदा कर सकते हैं।

इस समस्या को हल करने के लिए, अक्रिय कार्यशील गैस प्रतिस्थापन के माध्यम से कक्ष के अंदर कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ मिश्रित गैस को डिस्चार्ज करने के लिए ग्लोव बॉक्स के 'पर्ज' फ़ंक्शन को सक्रिय किया जा सकता है। साथ ही, सोखना सामग्री का उपयोग करके कक्ष के अंदर अवशिष्ट कार्बनिक सॉल्वैंट्स को गहराई से सोखने के लिए एक बढ़े हुए कार्बनिक विलायक सोखनेवाला स्थापित करने की सिफारिश की जाती है, जिससे उनकी एकाग्रता और कम हो जाती है।

2) तापमान नियंत्रण

पेरोव्स्काइट समाधान की तैयारी के लिए समाधान स्थिरता में सुधार के लिए कुछ सर्फेक्टेंट और स्टेबलाइजर्स के साथ-साथ कार्बनिक सॉल्वैंट्स में कैल्शियम और टाइटेनियम यौगिकों को जोड़ने की आवश्यकता होती है। इन सामग्रियों को निर्जल, ऑक्सीजन मुक्त और धूल मुक्त वातावरण में एक दस्ताने बॉक्स के अंदर संग्रहित किया जाना चाहिए।

कुछ निर्माण समाधान तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं। तापमान में उतार-चढ़ाव से असमान समाधान एकाग्रता, असामान्य क्रिस्टलीकरण दर और अन्य समस्याएं हो सकती हैं। इसे संबोधित करने के लिए, 15-20 डिग्री सेल्सियस की उपयुक्त सीमा के भीतर आंतरिक तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए दस्ताने बॉक्स के अंदर एक औद्योगिक एयर कंडीशनिंग प्रणाली स्थापित की जा सकती है, जो समाधान की तैयारी, पतली फिल्म विकास और अन्य चरणों के लिए एक स्थिर तापमान वातावरण प्रदान करती है, और प्रयोगात्मक स्थितियों की स्थिरता सुनिश्चित करती है।