Trong quá trình chế tạo pin mặt trời perovskite, lớp quang hoạt và các bề mặt chức năng rất nhạy cảm với độ ẩm và oxy trong không khí xung quanh. Những biến động nhỏ về môi trường có thể dẫn đến suy thoái vật liệu, giảm hiệu suất của thiết bị và các vấn đề khác. Do đó, việc tiến hành công việc chuẩn bị bên trong hộp đựng găng tay đã trở thành thông lệ tiêu chuẩn trong ngành. Hiệu suất tổng thể của hộp đựng găng tay quyết định trực tiếp đến khả năng điều khiển, khả năng tái tạo và tính nhất quán của quy trình chế tạo pin mặt trời perovskite, cũng như hiệu suất và độ ổn định của các thiết bị cuối cùng. Để đảm bảo sự chuẩn bị thành công, bạn phải hết sức chú ý đến một số khía cạnh quan trọng của hộp đựng găng tay.
（一）Duy trì độ ẩm và mức oxy <1 ppm trong Hộp đựng găng tay
Vật liệu chuẩn bị Perovskite có độ ổn định hóa học kém. Tiếp xúc với độ ẩm và oxy có thể gây ra sự phân hủy và oxy hóa của chúng, do đó làm giảm hiệu suất chuyển đổi quang điện và độ ổn định lâu dài của pin mặt trời.
Độ ẩm và mức oxy là những thông số quan trọng để kiểm soát môi trường hộp đựng găng tay. Để chế tạo pin mặt trời perovskite, độ ẩm và hàm lượng oxy bên trong hộp phải được duy trì ổn định ở mức cực thấp <1 ppm. Đây là điều kiện tiên quyết cơ bản để bảo toàn các đặc tính bên trong của vật liệu perovskite, cho phép phát triển tinh thể chất lượng cao và hình thành các bề mặt phân cách ổn định.
Để đảm bảo giá trị độ ẩm và oxy trong hộp găng tay duy trì ổn định dưới 1 ppm, cần thực hiện các biện pháp sau: đảm bảo độ kín khí của thân hộp găng tay (bao gồm khung ngắm, găng tay, vòng đệm, v.v.) để ngăn chặn hoàn toàn sự xâm nhập của tạp chất bên ngoài; sử dụng khí trơ có độ tinh khiết cao để tránh đưa tạp chất vào khí làm việc; giám sát chặt chẽ và thường xuyên tái tạo hoặc thay thế các vật liệu lọc để duy trì khả năng lọc sâu hiệu quả cao và bền vững. Thông qua các biện pháp này, bầu không khí có độ ẩm và oxy thấp bên trong hộp đựng găng tay có thể được duy trì một cách nhất quán và ổn định.
（二）Môi trường sạch sẽ bên trong hộp đựng găng tay Perovskite
Môi trường sạch sẽ bên trong hộp đựng găng tay là rất quan trọng để tránh nhiễm tạp chất vào vật liệu perovskite, đặc biệt là trong các bước chuẩn bị quan trọng như lắng đọng màng mỏng. Ngay cả những hạt bụi nhỏ cũng có thể trở thành nguồn gây ra lỗi cho thiết bị. Hộp đựng găng tay có thể được trang bị hệ thống lọc siêu sạch FFU (Bộ lọc quạt) ở phía trên cùng của tủ. Được dẫn động bởi một quạt loại bỏ bụi, khí bên trong của hộp đựng găng tay đi qua hộp lọc hiệu suất cao H14 hoặc hộp lọc hiệu suất cực cao U15, tạo ra luồng không khí theo chiều dọc một chiều ổn định. Điều này loại bỏ hiệu quả các hạt vật chất khỏi khu vực làm việc, đạt được mức độ sạch Cấp 10 hoặc Cấp 100 trong vùng vận hành của hộp đựng găng tay, từ đó cung cấp môi trường sạch sẽ để chế tạo pin mặt trời perovskite có độ chính xác cao.
Sau khi chảy qua khu vực đáy, khí bên trong quay trở lại hệ thống loại bỏ bụi thông qua các ống tuần hoàn, tạo thành chế độ lọc vòng kín. Điều này đảm bảo hộp đựng găng tay có thể luôn duy trì được môi trường ổn định, sạch sẽ.
（三）Xử lý dung môi hữu cơ và kiểm soát nhiệt độ
1. Xử lý dung môi hữu cơ
Trong quá trình chuẩn bị pin mặt trời perovskite, các dung môi hữu cơ (như dimethylformamide, DMF và dimethyl sulfoxide, DMSO) có thể bay hơi khỏi dung dịch trong quá trình chuẩn bị dung dịch và xử lý sau thiết bị, tích tụ bên trong hộp đựng găng tay. Những dung môi hữu cơ dễ bay hơi này có khả năng tương tác với vật liệu perovskite, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị và cũng có thể gây rủi ro cho cảm biến hộp găng tay. Để giải quyết vấn đề này, chức năng 'thanh lọc' của hộp đựng găng tay có thể được kích hoạt bằng cách sử dụng khí làm việc trơ để thay thế và đẩy hỗn hợp khí chứa dung môi hữu cơ ra khỏi hộp. Bạn cũng nên lắp đặt một bộ hấp phụ dung môi hữu cơ mở rộng, sử dụng vật liệu hấp phụ để hấp thụ sâu các dung môi hữu cơ còn sót lại bên trong hộp đựng găng tay, làm giảm hơn nữa nồng độ của chúng.
2. Kiểm soát nhiệt độ
Để điều chế dung dịch perovskite, các hợp chất của chì và halogenua (lưu ý: văn bản gốc đề cập đến 'hợp chất canxi và titan', không phải là tiêu chuẩn cho tiền chất perovskite; perovskite điển hình cho pin mặt trời sử dụng các halogenua chì như PbI2 hoặc PbBr2 hoặc thiếc halogenua. Giả sử có một chút thiếu chính xác trong bản gốc và điều chỉnh theo kiến thức thông thường) cần được hòa tan trong dung môi hữu cơ, thường bổ sung chất hoạt động bề mặt và chất ổn định để cải thiện độ ổn định của dung dịch. Những vật liệu này cần được bảo quản trong hộp đựng găng tay không có hơi ẩm, oxy và bụi. Một số dung dịch chuẩn bị rất nhạy cảm với nhiệt độ. Sự dao động nhiệt độ có thể dẫn đến các vấn đề như nồng độ dung dịch không đồng đều hoặc tốc độ kết tinh bất thường. Để giải quyết vấn đề này, hệ thống điều hòa không khí công nghiệp có thể được lắp đặt bên trong hộp đựng găng tay để kiểm soát chính xác nhiệt độ bên trong trong phạm vi phù hợp, thường là khoảng 15-20°C. Điều này cung cấp môi trường nhiệt độ ổn định cho quá trình chuẩn bị dung dịch, phát triển màng mỏng và các bước khác, đảm bảo tính nhất quán trong các điều kiện thí nghiệm.
