Kotak Sarung Tangan untuk Aplikasi Sel Suria Perovskite
Dalam proses fabrikasi sel suria perovskite, lapisan aktif sensitif cahaya dan antara muka berfungsi sangat sensitif terhadap kelembapan dan oksigen dalam suasana ambien. Turun naik alam sekitar yang kecil boleh menyebabkan kemerosotan bahan, pereputan kecekapan peranti dan isu lain. Oleh itu, menjalankan operasi fabrikasi di dalam kotak sarung tangan telah menjadi prosedur operasi standard dalam industri. Prestasi keseluruhan kotak sarung tangan secara langsung menentukan kebolehkawalan dan kebolehulangan proses fabrikasi sel solar perovskite, serta prestasi dan kestabilan peranti siap. Untuk memastikan pembikinan berjaya, beberapa langkah berjaga-jaga utama untuk kotak sarung tangan mesti dikawal dengan ketat.
1. Kekalkan Kandungan Air dan Oksigen < 1 ppm Di Dalam Kotak Sarung Tangan
Bahan fabrikasi perovskit mempamerkan kestabilan kimia yang lemah. Sentuhan dengan lembapan dan oksigen akan menyebabkan penguraian dan pengoksidaan, dengan itu merosot kecekapan penukaran fotoelektrik dan kestabilan jangka panjang sel solar.
Kandungan air dan oksigen adalah penunjuk kritikal untuk kawalan persekitaran kotak sarung tangan. Untuk fabrikasi sel suria perovskite, kandungan air dan oksigen di dalam ruang mesti dikawal secara stabil pada tahap yang sangat rendah iaitu < 1 ppm. Ini adalah prasyarat asas untuk mengekalkan sifat intrinsik bahan perovskit, mencapai pertumbuhan kristal berkualiti tinggi, dan membentuk antara muka yang stabil.
Untuk memastikan paras air dan oksigen di dalam kotak sarung tangan dapat dikekalkan secara stabil di bawah 1 ppm, adalah perlu untuk menjamin kedap udara badan kotak sarung tangan (termasuk tingkap tontonan, sarung tangan, cincin pengedap, dll.) untuk menyekat sepenuhnya penembusan kekotoran luaran; gunakan gas lengai ketulenan tinggi untuk mengelakkan gas kerja yang tidak tulen daripada memasukkan bendasing yang berlebihan ke dalam ruang; Sementara itu, pantau dengan ketat dan kerap menjana semula atau menggantikan bahan penulenan untuk mengekalkan kapasiti penulenan mendalam yang berterusan dan cekap. Melalui langkah-langkah ini, suasana air rendah dan oksigen di dalam kotak sarung tangan dapat dikekalkan dengan stabil.
2. Persekitaran Bersih Di Dalam Kotak Sarung Tangan Perovskite
Persekitaran dalaman yang bersih adalah prasyarat penting untuk mengelakkan pencemaran kekotoran bahan perovskit. Terutamanya dalam langkah fabrikasi utama seperti pemendapan filem nipis, zarah habuk kecil boleh menyebabkan kecacatan pada peranti. Kotak sarung tangan boleh dilengkapi dengan sistem penapisan ultra-bersih FFU di bahagian atas ruang. Didorong oleh kipas penyingkiran habuk, gas di dalam kotak sarung tangan ditapis melalui kartrij penapis kecekapan tinggi H14 atau ultra-tinggi U15 untuk membentuk aliran lamina menegak satu arah yang stabil, yang mengeluarkan zarah di kawasan kerja dengan berkesan. Kebersihan zon operasi di dalam kotak sarung tangan boleh mencapai piawaian Kelas 10 atau Kelas 100, menyediakan persekitaran yang bersih untuk fabrikasi berketepatan tinggi sel solar perovskite.
Selepas mengalir melalui kawasan bawah, gas di dalam ruang kembali ke sistem penyingkiran habuk melalui saluran paip edaran, membentuk mod penapisan edaran gelung tertutup. Persekitaran bersih yang stabil di dalam kotak sarung tangan boleh dikekalkan secara konsisten.
3. Rawatan Pelarut Organik dan Kawalan Suhu
1) Rawatan Pelarut Organik
Semasa fabrikasi sel suria perovskit, pelarut organik (seperti dimetilformamida DMF dan dimetil sulfoksida DMSO, dsb.) tersejat daripada larutan dan terkumpul di dalam kotak sarung tangan semasa penyediaan larutan dan peranti selepas rawatan. Pelarut organik yang tidak menentu ini mungkin berinteraksi dengan bahan perovskit, menjejaskan prestasi peranti, dan juga menimbulkan potensi risiko kepada penderia kotak sarung tangan.
Untuk menyelesaikan masalah ini, fungsi 'pembersihan' kotak sarung tangan boleh diaktifkan untuk melepaskan gas bercampur dengan pelarut organik di dalam ruang melalui penggantian gas kerja lengai. Pada masa yang sama, adalah disyorkan untuk memasang penjerap pelarut organik yang diperbesarkan untuk menyerap pelarut organik sisa secara mendalam di dalam ruang menggunakan bahan penjerapan, seterusnya mengurangkan kepekatannya.
2) Kawalan Suhu
Penyediaan larutan perovskit memerlukan penambahan sebatian kalsium dan titanium ke dalam pelarut organik, bersama dengan surfaktan dan penstabil tertentu untuk meningkatkan kestabilan larutan. Bahan-bahan ini mesti disimpan di dalam kotak sarung tangan dengan persekitaran kontang, bebas oksigen dan bebas habuk.
Sesetengah penyelesaian fabrikasi adalah sensitif kepada suhu. Turun naik suhu boleh menyebabkan kepekatan larutan tidak sekata, kadar penghabluran tidak normal dan masalah lain. Untuk mengatasinya, sistem penyaman udara industri boleh dipasang di dalam kotak sarung tangan untuk mengawal suhu dalaman dengan tepat dalam julat 15–20 °C yang sesuai, menyediakan persekitaran suhu yang stabil untuk penyediaan larutan, pertumbuhan filem nipis dan langkah-langkah lain, dan memastikan ketekalan keadaan eksperimen.
