Перовскит күн батареяларын қолдану үшін қолғап қораптары

Перовскит күн батареяларын жасау процесінде жарыққа сезімтал белсенді қабат және функционалды интерфейстер қоршаған ортадағы ылғал мен оттегіге өте сезімтал. Қоршаған ортаның шамалы ауытқуы материалдың нашарлауына, құрылғы тиімділігінің төмендеуіне және басқа мәселелерге әкелуі мүмкін. Сондықтан қолғап қорапшаларының ішінде дайындау операцияларын орындау өнеркәсіптегі стандартты операциялық процедураға айналды. Қолғап қорапшасының жалпы өнімділігі перовскит күн батареясын жасау процесінің басқарылуы мен қайталану мүмкіндігін, сондай-ақ дайын құрылғылардың өнімділігі мен тұрақтылығын тікелей анықтайды. Табысты өндіруді қамтамасыз ету үшін қолғап қораптарына арналған бірнеше негізгі сақтық шараларын қатаң бақылау керек.

1. Қолғап қорапшасының ішіндегі су мен оттегінің мазмұнын < 1 ppm сақтаңыз

Перовскиттен жасалған материалдардың химиялық тұрақтылығы нашар. Ылғалмен және оттегімен жанасу олардың ыдырауын және тотығуын тудырады, осылайша күн батареяларының фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі мен ұзақ мерзімді тұрақтылығын нашарлатады.

Су мен оттегі мөлшері қолғап қорапшасының қоршаған ортаны бақылауының маңызды көрсеткіштері болып табылады. Перовскиттік күн батареясын жасау үшін камераның ішіндегі су мен оттегінің мазмұны < 1 ppm өте төмен деңгейде тұрақты түрде бақылануы керек. Бұл перовскит материалдарының ішкі қасиеттерін сақтаудың, жоғары сапалы кристалдардың өсуіне қол жеткізудің және тұрақты интерфейстерді қалыптастырудың негізгі алғышарты болып табылады.

Қолғап қорапшасының ішіндегі су мен оттегінің деңгейі 1 ppm төмен тұрақты түрде сақталуын қамтамасыз ету үшін, сыртқы қоспалардың енуіне толық тосқауыл қою үшін қолғап қорапшасының корпусының герметикалықтығына кепілдік беру қажет (соның ішінде қарау терезелері, қолғаптар, тығыздағыш сақиналар және т.б.); таза емес жұмыс газының камераға шамадан тыс қоспаларды енгізуіне жол бермеу үшін жоғары таза инертті газды пайдалану; бұл ретте, олардың үздіксіз және тиімді терең тазарту қабілетін сақтау үшін тазарту материалдарын қатаң бақылап, жүйелі түрде жаңартып отырыңыз немесе ауыстырыңыз. Осы шаралар арқылы қолғап қорапшасының ішіндегі су мен оттегі аз атмосфераны тұрақты ұстауға болады.

2. Перовскит қолғап қорапшасының ішіндегі таза орта

Таза ішкі орта - перовскит материалдарының ластануын болдырмаудың маңызды шарты. Әсіресе, жұқа қабықшаны тұндыру сияқты өндірістің негізгі қадамдарында ұсақ шаң бөлшектері құрылғыларда ақауларды тудыруы мүмкін. Қолғап қорапшасын камераның жоғарғы жағындағы FFU ультра таза сүзу жүйесімен жабдықтауға болады. Шаңды кетіретін желдеткіштің көмегімен қолғап қорапшасының ішіндегі газ жұмыс аймағындағы бөлшектерді тиімді кетіретін тұрақты бір бағытты тік ламинарлы ағынды қалыптастыру үшін жоғары тиімділік H14 немесе U15 ультра жоғары тиімді сүзгі картридждері арқылы сүзіледі. Қолғап қорапшасының ішіндегі жұмыс аймағының тазалығы 10-сынып немесе 100-сынып стандарттарына жетуі мүмкін, бұл перовскит күн батареяларын жоғары дәлдікпен дайындау үшін таза ортаны қамтамасыз етеді.

Төменгі аймақ арқылы ағып болғаннан кейін камера ішіндегі газ циркуляциялық құбыр арқылы шаңды кетіру жүйесіне оралып, жабық контурлы циркуляциялық фильтрация режимін қалыптастырады. Қолғап қорапшасының ішіндегі тұрақты таза ортаны дәйекті түрде сақтауға болады.

3. Органикалық еріткіштерді өңдеу және температураны бақылау

1) Органикалық еріткіштерді өңдеу

Перовскит күн батареяларын жасау кезінде органикалық еріткіштер (мысалы, диметилформамид DMF және диметил сульфоксиді DMSO және т.б.) ерітіндіден буланып, ерітіндіні дайындау және құрылғыны кейінгі өңдеу кезінде қолғап қорапшасының ішінде жиналады. Бұл ұшпа органикалық еріткіштер перовскит материалдарымен әрекеттесіп, құрылғының жұмысына әсер етуі мүмкін, сондай-ақ қолғап қорапшасының сенсорларына ықтимал қауіп төндіруі мүмкін.

Бұл мәселені шешу үшін инертті жұмыс газын ауыстыру арқылы камераның ішіндегі органикалық еріткіштермен араласқан газды шығару үшін қолғап қорапшасының 'тазарту' функциясын қосуға болады. Бұл ретте адсорбциялық материалдарды пайдалана отырып, олардың концентрациясын одан әрі төмендете отырып, камераның ішіндегі қалдық органикалық еріткіштерді терең адсорбциялау үшін үлкейтілген органикалық еріткіш адсорбер орнату ұсынылады.

2) Температураны бақылау

Перовскит ерітінділерін дайындау ерітінді тұрақтылығын жақсарту үшін белгілі бір беттік белсенді заттармен және тұрақтандырғыштармен бірге органикалық еріткіштерге кальций мен титан қосылыстарын қосуды талап етеді. Бұл материалдарды сусыз, оттегісіз және шаңсыз ортасы бар қолғап қорапшасында сақтау керек.

Кейбір өндіріс ерітінділері температураға сезімтал. Температураның ауытқуы ерітінді концентрациясының біркелкі болмауына, қалыпты емес кристалдану жылдамдығына және басқа мәселелерге әкелуі мүмкін. Мұны шешу үшін ерітіндіні дайындау, жұқа қабықшаның өсуі және басқа қадамдар үшін тұрақты температуралық ортаны қамтамасыз ететін және тәжірибелік жағдайлардың бірізділігін қамтамасыз ететін 15–20 °C қолайлы диапазонында ішкі температураны дәл бақылау үшін қолғап қорапшасының ішіне өнеркәсіптік ауаны баптау жүйесін орнатуға болады.