Handskfack för Perovskite solcellsapplikationer
I tillverkningsprocessen av perovskitsolceller är det ljuskänsliga aktiva lagret och funktionella gränssnitt mycket känsliga för fukt och syre i den omgivande atmosfären. Mindre miljöfluktuationer kan leda till materialförsämring, försämring av enhetens effektivitet och andra problem. Därför har tillverkningsoperationer i handskfack blivit standardproceduren i branschen. Den övergripande prestandan hos ett handskfack bestämmer direkt kontrollerbarheten och reproducerbarheten av tillverkningsprocessen för perovskitesolceller, såväl som prestanda och stabilitet hos de färdiga enheterna. För att säkerställa framgångsrik tillverkning måste flera viktiga försiktighetsåtgärder för handskfack kontrolleras strikt.
1. Håll vatten- och syrehalt < 1 ppm inuti handskfacket
Perovskittillverkningsmaterial uppvisar dålig kemisk stabilitet. Kontakt med fukt och syre kommer att orsaka deras nedbrytning och oxidation, vilket försämrar den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten och långtidsstabiliteten hos solcellerna.
Vatten- och syrehalt är kritiska indikatorer för miljökontroll i handskfacket. För tillverkning av perovskitsolceller måste vatten- och syrehalten inuti kammaren vara stabilt kontrollerad på en extremt låg nivå på < 1 ppm. Detta är den grundläggande förutsättningen för att bevara de inneboende egenskaperna hos perovskitmaterial, uppnå högkvalitativ kristalltillväxt och forma stabila gränssnitt.
För att säkerställa att vatten- och syrenivåerna inuti handskfacket kan hållas stabilt under 1 ppm, är det nödvändigt att garantera lufttätheten hos handskfackets kropp (inklusive visningsfönster, handskar, tätningsringar, etc.) för att helt blockera penetrationen av externa föroreningar; använd inert gas av hög renhet för att förhindra att oren arbetsgas inför överdrivna föroreningar i kammaren; under tiden, strikt övervaka och regelbundet regenerera eller byt ut reningsmaterialen för att bibehålla deras kontinuerliga och effektiva djupreningskapacitet. Genom dessa åtgärder kan atmosfären med låg vatten- och syrehalt inuti handskfacket upprätthållas stabilt.
2. Ren miljö inuti Perovskite handskfacket
En ren inre miljö är en viktig förutsättning för att undvika föroreningar av perovskitmaterial. Särskilt i viktiga tillverkningssteg som tunnfilmsavsättning, kan små dammpartiklar inducera defekter i enheterna. Handskfacket kan utrustas med ett FFU ultrarent filtreringssystem på toppen av kammaren. Drivs av en dammborttagningsfläkt filtreras gasen inuti handskfacket genom H14 högeffektiva eller U15 ultrahögeffektiva filterpatroner för att bilda ett stabilt vertikalt laminärt flöde i enkel riktning, som effektivt tar bort partiklar i arbetsområdet. Renheten i arbetszonen inuti handskfacket kan nå klass 10 eller klass 100 standarder, vilket ger en ren miljö för högprecisionstillverkning av perovskitsolceller.
Efter att ha strömmat genom bottenområdet återgår gasen inuti kammaren till dammavlägsningssystemet genom en cirkulationsrörledning, vilket bildar ett slutet cirkulationsfiltreringsläge. Den stabila rena miljön inuti handskfacket kan bibehållas konsekvent.
3. Behandling av organiska lösningsmedel och temperaturkontroll
1) Behandling av organiska lösningsmedel
Under tillverkningen av perovskitsolceller avdunstar organiska lösningsmedel (som dimetylformamid DMF och dimetylsulfoxid DMSO, etc.) från lösningen och ackumuleras inuti handskfacket under lösningsberedning och efterbehandling av enheten. Dessa flyktiga organiska lösningsmedel kan interagera med perovskitmaterial, påverka enhetens prestanda och även utgöra potentiella risker för handskfackets sensorer.
För att lösa detta problem kan handskfackets 'purge'-funktion aktiveras för att släppa ut gasen blandad med organiska lösningsmedel inuti kammaren genom ersättning av inert arbetsgas. Samtidigt rekommenderas det att installera en förstorad adsorbator för organiskt lösningsmedel för att djupt adsorbera kvarvarande organiska lösningsmedel inuti kammaren med hjälp av adsorptionsmaterial, vilket ytterligare minskar deras koncentration.
2) Temperaturkontroll
Framställningen av perovskitlösningar kräver tillsats av kalcium- och titanföreningar till organiska lösningsmedel, tillsammans med vissa ytaktiva ämnen och stabilisatorer för att förbättra lösningens stabilitet. Dessa material måste förvaras i ett handskfack med en vattenfri, syrefri och dammfri miljö.
Vissa tillverkningslösningar är temperaturkänsliga. Temperaturfluktuationer kan leda till ojämn lösningskoncentration, onormal kristallisationshastighet och andra problem. För att komma till rätta med detta kan ett industriellt luftkonditioneringssystem installeras inuti handskfacket för att exakt kontrollera den inre temperaturen inom det lämpliga intervallet 15–20 °C, vilket ger en stabil temperaturmiljö för lösningsberedning, tunnfilmstillväxt och andra steg, och säkerställer konsistensen av experimentella förhållanden.
