Handschoenenkastjes voor perovskiet-zonneceltoepassingen
Bij het fabricageproces van perovskietzonnecellen zijn de lichtgevoelige actieve laag en functionele grensvlakken zeer gevoelig voor vocht en zuurstof in de omgevingsatmosfeer. Kleine omgevingsschommelingen kunnen leiden tot materiaaldegradatie, afname van de efficiëntie van apparaten en andere problemen. Daarom is het uitvoeren van fabricagewerkzaamheden in handschoenenkasten de standaardprocedure in de industrie geworden. De algehele prestaties van een handschoenenkast bepalen rechtstreeks de beheersbaarheid en reproduceerbaarheid van het fabricageproces van perovskietzonnecellen, evenals de prestaties en stabiliteit van de voltooide apparaten. Om een succesvolle fabricage te garanderen, moeten verschillende belangrijke voorzorgsmaatregelen voor handschoenenkasten strikt worden gecontroleerd.
1. Houd het water- en zuurstofgehalte < 1 ppm in het handschoenenkastje
Perovskiet-fabricagematerialen vertonen een slechte chemische stabiliteit. Contact met vocht en zuurstof zal hun ontbinding en oxidatie veroorzaken, waardoor de foto-elektrische conversie-efficiëntie en de stabiliteit op lange termijn van de zonnecellen worden verslechterd.
Het water- en zuurstofgehalte zijn kritische indicatoren voor de milieubeheersing van handschoenenkasten. Voor de vervaardiging van perovskiet-zonnecellen moet het water- en zuurstofgehalte in de kamer stabiel worden gecontroleerd op een extreem laag niveau van < 1 ppm. Dit is de fundamentele voorwaarde voor het behoud van de intrinsieke eigenschappen van perovskietmaterialen, het bereiken van hoogwaardige kristalgroei en het vormen van stabiele grensvlakken.
Om ervoor te zorgen dat het water- en zuurstofniveau in het handschoenenkastje stabiel onder de 1 ppm kan worden gehouden, is het noodzakelijk om de luchtdichtheid van het dashboardkastje (inclusief kijkvensters, handschoenen, afdichtringen, enz.) te garanderen om de penetratie van externe onzuiverheden volledig te blokkeren; gebruik zeer zuiver inert gas om te voorkomen dat onzuiver werkgas overmatige onzuiverheden in de kamer introduceert; Ondertussen moet u de zuiveringsmaterialen strikt controleren en regelmatig regenereren of vervangen om hun continue en efficiënte diepe zuiveringscapaciteit te behouden. Door deze maatregelen kan de atmosfeer met een laag water- en zuurstofgehalte in het handschoenenkastje stabiel in stand worden gehouden.
2. Schone omgeving in het Perovskiet-handschoenenkastje
Een schoon intern milieu is een belangrijke voorwaarde om onzuiverheidsverontreiniging van perovskietmaterialen te voorkomen. Vooral bij belangrijke fabricagestappen, zoals de afzetting van dunne films, kunnen kleine stofdeeltjes defecten in de apparaten veroorzaken. Het handschoenenkastje kan worden uitgerust met een FFU ultraschoon filtersysteem bovenop de kamer. Aangedreven door een stofverwijderingsventilator, wordt het gas in het handschoenenkastje gefilterd door H14 hoogrendement of U15 ultrahoogrendement filterpatronen om een stabiele unidirectionele verticale laminaire stroom te vormen, die deeltjes in het werkgebied effectief verwijdert. De netheid van de bedieningszone in het handschoenenkastje kan de normen van klasse 10 of klasse 100 bereiken, waardoor een schone omgeving ontstaat voor de uiterst nauwkeurige fabricage van perovskietzonnecellen.
Nadat het door het bodemgedeelte is gestroomd, keert het gas in de kamer via een circulatiepijpleiding terug naar het stofverwijderingssysteem, waardoor een gesloten circulatiefiltratiemodus wordt gevormd. De stabiele, schone omgeving in het handschoenenkastje kan consistent worden gehandhaafd.
3. Behandeling van organische oplosmiddelen en temperatuurcontrole
1) Behandeling van organische oplosmiddelen
Tijdens de fabricage van perovskietzonnecellen verdampen organische oplosmiddelen (zoals dimethylformamide DMF en dimethylsulfoxide DMSO, enz.) uit de oplossing en accumuleren ze in de handschoenenkast tijdens de voorbereiding van de oplossing en de nabehandeling van het apparaat. Deze vluchtige organische oplosmiddelen kunnen interageren met perovskietmaterialen, de prestaties van het apparaat beïnvloeden en ook potentiële risico's voor de sensoren van het handschoenenkastje met zich meebrengen.
Om dit probleem op te lossen kan de 'purge'-functie van het handschoenenkastje worden geactiveerd om het gas gemengd met organische oplosmiddelen in de kamer af te voeren door middel van vervanging van inert werkgas. Tegelijkertijd wordt aanbevolen om een vergrote adsorber voor organische oplosmiddelen te installeren om resterende organische oplosmiddelen in de kamer diep te adsorberen met behulp van adsorptiematerialen, waardoor hun concentratie verder wordt verlaagd.
2) Temperatuurregeling
De bereiding van perovskietoplossingen vereist de toevoeging van calcium- en titaniumverbindingen aan organische oplosmiddelen, samen met bepaalde oppervlakteactieve stoffen en stabilisatoren om de stabiliteit van de oplossing te verbeteren. Deze materialen moeten worden opgeslagen in een handschoenenkastje met een watervrije, zuurstofvrije en stofvrije omgeving.
Sommige fabricageoplossingen zijn temperatuurgevoelig. Temperatuurschommelingen kunnen leiden tot een ongelijkmatige concentratie van de oplossing, een abnormale kristallisatiesnelheid en andere problemen. Om dit aan te pakken kan in de handschoenenkast een industrieel airconditioningsysteem worden geïnstalleerd om de interne temperatuur nauwkeurig te regelen binnen het geschikte bereik van 15–20 °C, waardoor een stabiele temperatuuromgeving wordt geboden voor de voorbereiding van de oplossing, de groei van dunne films en andere stappen, en het waarborgen van de consistentie van experimentele omstandigheden.
