本發(fā)明屬于鈣鈦礦光伏電池，特別涉及一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其低成本、高效率、應(yīng)用場(chǎng)景多樣化、弱光響應(yīng)好的特點(diǎn)，已成為新能源研究的前沿領(lǐng)域之一。鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料，通過(guò)薄膜的形式應(yīng)用在太陽(yáng)能電池的吸光層中，鈣鈦礦薄膜的均勻性與致密性是影響器件整體性能的關(guān)鍵因素。

2、閃蒸是一種基于真空的蒸發(fā)方法，特別適用于制備太陽(yáng)能電池鈣鈦礦薄膜，生長(zhǎng)壓力是鈣鈦礦膜生長(zhǎng)的關(guān)鍵參數(shù)。其中腔體抽真空的速率，穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性與鈣鈦礦成膜質(zhì)量密切相關(guān)。常用雙級(jí)旋片真空泵直接連接1000cm3真空腔，從1個(gè)大氣壓抽真空至0.01mpa，所需時(shí)間較長(zhǎng)，需要10～15秒，且存在由于儀表延遲和氣體變化非瞬態(tài)，存在真空度不易調(diào)控的問(wèn)題，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，解決現(xiàn)有閃蒸系統(tǒng)抽真空速率慢、真空腔內(nèi)由于氣壓變化非瞬態(tài)造成的真空度監(jiān)測(cè)延遲以及真空腔不能準(zhǔn)確達(dá)到最終預(yù)設(shè)真空度等問(wèn)題，該多腔體真空閃蒸系統(tǒng)抽真空速度可從1l/s提升到10～15l/s，并穩(wěn)定達(dá)到預(yù)設(shè)真空度最低可達(dá)到10-6pa，以達(dá)到對(duì)閃蒸真空腔快、準(zhǔn)、穩(wěn)的可調(diào)控效果。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，包括內(nèi)置真空腔(1)、大抽量機(jī)械泵(3)、分子泵(4)、銅管冷阱(5)和抽氣管道(6)；所述抽氣管道(6)連接有第一分支管道(6-1)、第二分支管道(6-2)和第三分支管道(6-3)，所述第一分支管道(6-1)、所述第二分支管道(6-2)和所述第三分支管道(6-3)的預(yù)設(shè)孔徑和預(yù)設(shè)長(zhǎng)度用于影響抽真空速率；

4、所述內(nèi)置真空腔(1)通過(guò)第一真空管道(7-1)連接有第一外置真空腔(2-1)，所述第一外置真空腔(2-1)與所述第一分支管道(6-1)連接；所述內(nèi)置真空腔(1)通過(guò)第二真空管道(7-2)連接有第二外置真空腔(2-2)，所述第二外置真空腔(2-2)與所述第二分支管道(6-2)連接；所述內(nèi)置真空腔(1)通過(guò)第三真空管道(7-3)連接有第三外置真空腔(2-3)，所述第三外置真空腔(2-3)與所述第三分支管道(6-3)連接；

5、所述抽氣管道(6)端部連接有所述銅管冷阱(5)，所述銅管冷阱(5)通過(guò)第一輔助管道(13)的第四支管道和第五分支管道分別連接有分子泵(4)和大抽量機(jī)械泵(3)，所述分子泵(4)和所述大抽量機(jī)械泵(3)通過(guò)第二輔助管道(14)連接。

6、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第一外置真空腔(2-1)、所述第二外置真空腔(2-2)和所述第三外置真空腔(2-3)均為可拆卸大容量外置真空腔；其中，所述內(nèi)置真空腔(1)的體積與該可拆卸大容量外置真空腔體積比為1：100。

7、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第一外置真空腔(2-1)內(nèi)設(shè)置有第一分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-1)，所述第二外置真空腔(2-2)內(nèi)設(shè)置有第二分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-2)，所述第三外置真空腔(2-3)內(nèi)設(shè)置有第三分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-3)，通過(guò)上下移動(dòng)控制分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)外置真空腔的實(shí)際抽真空所需體積。

8、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述內(nèi)置真空腔(1)與所述第一真空管道(7-1)之間接口處采用第一密封墊片(10-1)和第一密封圈(11-1)密封。

9、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第一真空管道(7-1)與所述第一外置真空腔(2-1)之間接口處采用第二密封墊片(10-2)和第二密封圈(11-2)密封；所述第二真空管道(7-2)與所述第二外置真空腔(2-2)之間接口處采用第三密封墊片(10-3)和第三密封圈(11-3)密封；所述第三真空管道(7-3)與所述第三外置真空腔(2-3)之間接口處采用第四密封墊片(10-4)和第二密封圈(11-4)密封。

10、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第二真空管道(7-2)與所述第一真空管道(7-1)連接處設(shè)置有第一電磁閥(9-1)，所述第三真空管道(7-3)與所述第二真空管道(7-2)連接處設(shè)置有第二電磁閥(9-2)。

11、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第一分支管道(6-1)、所述第二分支管道(6-2)和所述第三分支管道(6-3)上分別設(shè)置有第三電磁閥(9-3)、第四電磁閥(9-4)和第五電磁閥(9-5)。

12、根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例，所述第一輔助管道(13)的第四支管道和第五分支管道分別設(shè)置有第六電磁閥(9-6)和第七電磁閥(9-7)，所述第二輔助管道(14)上設(shè)置有第八電磁閥(9-8)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，具有以下有益效果：本發(fā)明解決了傳統(tǒng)閃蒸真空系統(tǒng)技術(shù)抽真空速率慢、真空腔內(nèi)由于氣壓變化非瞬態(tài)造成的真空度監(jiān)測(cè)延遲以及真空腔不能準(zhǔn)確達(dá)到最終預(yù)設(shè)真空度等不足，本發(fā)明采用多腔體真空閃蒸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有效達(dá)成對(duì)閃蒸真空腔快、準(zhǔn)、穩(wěn)的可調(diào)控效果，提升鈣鈦礦成膜質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，包括內(nèi)置真空腔(1)、大抽量機(jī)械泵(3)、分子泵(4)、銅管冷阱(5)和抽氣管道(6)；所述抽氣管道(6)連接有第一分支管道(6-1)、第二分支管道(6-2)和第三分支管道(6-3)，所述第一分支管道(6-1)、所述第二分支管道(6-2)和所述第三分支管道(6-3)的預(yù)設(shè)孔徑和預(yù)設(shè)長(zhǎng)度用于影響抽真空速率；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一外置真空腔(2-1)、所述第二外置真空腔(2-2)和所述第三外置真空腔(2-3)均為可拆卸大容量外置真空腔；其中，所述內(nèi)置真空腔(1)的體積與該可拆卸大容量外置真空腔體積比為1：100。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一外置真空腔(2-1)內(nèi)設(shè)置有第一分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-1)，所述第二外置真空腔(2-2)內(nèi)設(shè)置有第二分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-2)，所述第三外置真空腔(2-3)內(nèi)設(shè)置有第三分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板(8-3)，通過(guò)上下移動(dòng)控制分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)外置真空腔的實(shí)際抽真空所需體積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)置真空腔(1)與所述第一真空管道(7-1)之間接口處采用第一密封墊片(10-1)和第一密封圈(11-1)密封。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一真空管道(7-1)與所述第一外置真空腔(2-1)之間接口處采用第二密封墊片(10-2)和第二密封圈(11-2)密封；所述第二真空管道(7-2)與所述第二外置真空腔(2-2)之間接口處采用第三密封墊片(10-3)和第三密封圈(11-3)密封；所述第三真空管道(7-3)與所述第三外置真空腔(2-3)之間接口處采用第四密封墊片(10-4)和第二密封圈(11-4)密封。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第二真空管道(7-2)與所述第一真空管道(7-1)連接處設(shè)置有第一電磁閥(9-1)，所述第三真空管道(7-3)與所述第二真空管道(7-2)連接處設(shè)置有第二電磁閥(9-2)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分支管道(6-1)、所述第二分支管道(6-2)和所述第三分支管道(6-3)上分別設(shè)置有第三電磁閥(9-3)、第四電磁閥(9-4)和第五電磁閥(9-5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輔助管道(13)的第四支管道和第五分支管道分別設(shè)置有第六電磁閥(9-6)和第七電磁閥(9-7)，所述第二輔助管道(14)上設(shè)置有第八電磁閥(9-8)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種制備鈣鈦礦薄膜的多腔體真空閃蒸系統(tǒng)，包括內(nèi)置真空腔、真空管道、外置真空腔、大抽量機(jī)械泵、分子泵、銅管冷阱和抽氣管道；內(nèi)置真空腔通過(guò)真空管道與外置真空腔連接，通過(guò)電磁閥控制真空管道開關(guān)；外置真空腔通過(guò)抽氣管道與銅管冷阱連接，銅管冷阱通過(guò)輔助管道連接有大抽量機(jī)械泵和分子泵；本發(fā)明可設(shè)計(jì)多個(gè)外置真空腔，每個(gè)外置真空腔內(nèi)部設(shè)有分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板，通過(guò)上下移動(dòng)控制分級(jí)調(diào)節(jié)真空擋板的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)外置真空腔的實(shí)際抽真空所需體積，以此改善內(nèi)置真空腔與外置真空腔的體積比，實(shí)現(xiàn)抽真空速度提升以及腔體準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)設(shè)真空速率和腔體真空度的調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：李雄,郭銳,榮耀光,廖世凡,關(guān)昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華柔光電科技（溫州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6