Kesztyűtartók perovskit napelemes alkalmazásokhoz
A perovszkit napelemek gyártási folyamatában a fényérzékeny aktív réteg és a funkcionális interfészek nagyon érzékenyek a környezeti légkör nedvességére és oxigénére. A kisebb környezeti ingadozások anyagromláshoz, az eszköz hatékonyságának csökkenéséhez és egyéb problémákhoz vezethetnek. Ezért a kesztyűtartókon belüli gyártási műveletek elvégzése az iparág szokásos működési eljárásává vált. A kesztyűtartó általános teljesítménye közvetlenül meghatározza a perovszkit napelem-gyártási folyamat irányíthatóságát és reprodukálhatóságát, valamint a kész eszközök teljesítményét és stabilitását. A sikeres gyártás érdekében a kesztyűtartókra vonatkozó számos kulcsfontosságú óvintézkedést szigorúan ellenőrizni kell.
1. Tartsa a víz- és oxigéntartalmat 1 ppm alatt a kesztyűtartó belsejében
A perovskit gyártási anyagok gyenge kémiai stabilitást mutatnak. A nedvességgel és oxigénnel való érintkezés bomlását és oxidációját okozza, ezáltal rontja a napelemek fotoelektromos átalakítási hatékonyságát és hosszú távú stabilitását.
A víz- és oxigéntartalom kritikus indikátorai a kesztyűtartó környezeti szabályozásának. A perovszkit napelemek gyártásához a kamrán belüli víz- és oxigéntartalmat stabilan, rendkívül alacsony, < 1 ppm szinten kell szabályozni. Ez az alapvető előfeltétele a perovszkit anyagok belső tulajdonságainak megőrzésének, a kiváló minőségű kristálynövekedés elérésének és a stabil interfészek kialakításának.
Annak érdekében, hogy a kesztyűtartó belsejében lévő víz- és oxigénszint stabilan 1 ppm alatt tartható legyen, biztosítani kell a kesztyűtartó testének légtömörségét (beleértve a betekintő ablakokat, kesztyűket, tömítőgyűrűket stb.), hogy a külső szennyeződések behatolását teljesen megakadályozzák; nagy tisztaságú inert gázt használjon, hogy megakadályozza a szennyezett munkagáz túlzott szennyeződések bejutását a kamrába; eközben szigorúan ellenőrizni és rendszeresen regenerálni vagy cserélni a tisztító anyagokat, hogy megőrizzék folyamatos és hatékony mélytisztító kapacitásukat. Ezekkel az intézkedésekkel a kesztyűtartóban alacsony víz- és oxigéntartalmú légkör stabilan fenntartható.
2. Tiszta környezet a perovskit kesztyűtartó belsejében
A tiszta belső környezet fontos előfeltétele a perovszkit anyagok szennyeződésekkel való szennyeződésének elkerülésének. Különösen az olyan kulcsfontosságú gyártási lépésekben, mint a vékonyréteg-lerakódás, az apró porszemcsék meghibásodást okozhatnak az eszközökben. A kesztyűtartó felszerelhető FFU ultra-tiszta szűrőrendszerrel a kamra tetején. Poreltávolító ventilátor hajtja, a kesztyűtartó belsejében lévő gázt H14 nagy hatásfokú vagy U15 ultra-nagy hatásfokú szűrőpatronok szűrik át, így stabil, egyirányú függőleges lamináris áramlást hoznak létre, amely hatékonyan távolítja el a részecskéket a munkaterületről. A kesztyűtartó belsejében lévő működési zóna tisztasága elérheti a 10-es vagy a 100-as osztály szabványait, tiszta környezetet biztosítva a perovskit napelemek nagy pontosságú gyártásához.
Miután átáramlik az alsó területen, a kamrában lévő gáz egy keringető csővezetéken keresztül visszatér a poreltávolító rendszerbe, zárt hurkú cirkulációs szűrési módot alkotva. A kesztyűtartó belsejében lévő stabil tiszta környezet folyamatosan fenntartható.
3. Szerves oldószerek kezelése és hőmérséklet-szabályozás
1) Szerves oldószerek kezelése
A perovszkit napelemek gyártása során a szerves oldószerek (például dimetil-formamid DMF és dimetil-szulfoxid DMSO stb.) elpárolognak az oldatból és felhalmozódnak a kesztyűtartó belsejében az oldatkészítés és az eszköz utókezelése során. Ezek az illékony szerves oldószerek kölcsönhatásba léphetnek a perovszkit anyagokkal, befolyásolhatják az eszköz teljesítményét, és potenciális kockázatot jelenthetnek a kesztyűtartó érzékelőire is.
Ennek a problémának a megoldására aktiválható a kesztyűtartó 'ürítés' funkciója, amely a szerves oldószerekkel kevert gázt a kamrában inert munkagáz cserével üríti ki. Ezzel egyidejűleg javasolt egy megnövelt szerves oldószer adszorber beépítése, amely adszorpciós anyagok segítségével mélyen adszorbeálja a maradék szerves oldószereket a kamrában, tovább csökkentve azok koncentrációját.
2) Hőmérséklet-szabályozás
A perovszkit oldatok elkészítéséhez kalcium- és titánvegyületek szerves oldószerekhez, valamint bizonyos felületaktív anyagok és stabilizátorok hozzáadása szükséges az oldat stabilitásának javítása érdekében. Ezeket az anyagokat kesztyűtartóban kell tárolni, vízmentes, oxigén- és pormentes környezetben.
Egyes gyártási megoldások érzékenyek a hőmérsékletre. A hőmérséklet-ingadozások egyenetlen oldatkoncentrációhoz, rendellenes kristályosodási sebességhez és egyéb problémákhoz vezethetnek. Ennek megoldására a kesztyűtartó belsejébe egy ipari klímaberendezést lehet beépíteni, amely pontosan szabályozza a belső hőmérsékletet a megfelelő 15-20 °C tartományon belül, stabil hőmérsékleti környezetet biztosítva az oldatkészítéshez, vékonyréteg-növekedéshez és egyéb lépésekhez, valamint biztosítva a kísérleti körülmények állandóságát.
