鈣鈦礦(Perovskite)是具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料,晶體結(jié)構(gòu)中可以嵌入許多不同的陽(yáng)離子,從而可以開(kāi)發(fā)多種工程材料。在過(guò)去幾年中,這種材料已被廣泛用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSC)的研發(fā)。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是一類(lèi)以金屬鹵化物鈣鈦礦材料作為吸光層的太陽(yáng)能電池。作為第三代新型太陽(yáng)能電池,在過(guò)去的幾年里發(fā)展極為迅速。單節(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)從 2009年的3.8%上升到2023年的26.1%。鈣鈦礦/晶硅疊層結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到33.7%,超過(guò)了單節(jié)晶硅太陽(yáng)能電池所達(dá)到的最高轉(zhuǎn)換效率。
相比于晶硅電池,鈣鈦礦電池具有原料成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,極限轉(zhuǎn)換效率高、高柔性等優(yōu)勢(shì),可以應(yīng)用于光伏發(fā)電、LED等領(lǐng)域,發(fā)展前景廣闊。
作為光伏行業(yè)的重要參與者,MBRAUN在鈣鈦礦薄膜制備應(yīng)用方面具備豐富的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)?山Y(jié)合客戶(hù)需求,為客戶(hù)提供從研發(fā)、中試到量產(chǎn)級(jí)別的設(shè)備,系統(tǒng)和半自動(dòng)/自動(dòng)化整體解決方案。
以下是布勞恩部分相關(guān)產(chǎn)品概覽:
01 物理氣相沉積
鈣鈦礦材料具有蒸發(fā)溫度低,腐蝕性強(qiáng),難以共蒸等特點(diǎn),從而影響工藝的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。
MBRAUN專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了擁有專(zhuān)利技術(shù)的真空鍍膜系統(tǒng)用于蒸鍍低沸點(diǎn)鈣鈦礦材料。該系統(tǒng)的核心理念是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行溫度控制,以防止出現(xiàn)沉積后的二次蒸發(fā)現(xiàn)象。所有部件均均采用耐腐蝕材料和易于清潔維護(hù)的特殊設(shè)計(jì),特別適用于具有腐蝕性和毒性的鈣鈦礦材料。
目前該系統(tǒng)已被多個(gè)知名學(xué)府和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用,2022年12月,德國(guó)HZB使用PEROvap蒸鍍系統(tǒng)制備的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到32.5%。
02 旋涂
在實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的鈣鈦礦研究中,旋涂法是最被廣泛應(yīng)用的一種方法。盡管這種方法材料利用率很低,且隨著基底面積增大,中心和其輻射邊緣成膜不再均勻,但是對(duì)于優(yōu)化薄膜厚度,研究鈣鈦礦結(jié)晶及其分解機(jī)理有極大的方便之處。
布勞恩提供的旋涂設(shè)備具有可編程功能,能夠編輯儲(chǔ)存包括速度、加速度和旋涂時(shí)間在內(nèi)的多個(gè)參數(shù),方便用戶(hù)靈活地開(kāi)展前沿研究,尤其是研究對(duì)空氣敏感的材料。同時(shí)可提供各種可選配件,如半自動(dòng)注液系統(tǒng)、腳踏開(kāi)關(guān)和內(nèi)襯(便于清潔)等。全系列標(biāo)準(zhǔn)的和定制的真空吸盤(pán),帶有快速更換裝置,使旋涂功能變得更加全面完善。
03 狹縫涂布
狹縫涂布機(jī)的設(shè)備造價(jià)顯著低于真空鍍膜設(shè)備,卻可以達(dá)到很高的材料利用率(高達(dá)95%)。狹縫涂布技術(shù)廣泛應(yīng)用于許多前沿高科技領(lǐng)域,可以將液體材料涂布到剛性或柔性基板上以制備功能膜層。特別是在大尺寸大容量薄膜太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)制造上,狹縫涂布技術(shù)不斷獲得業(yè)界關(guān)注并被普遍認(rèn)為具備產(chǎn)業(yè)化潛力。
在狹縫涂布技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)特別注意環(huán)境中粉塵對(duì)涂布工藝的影響。在不合格的無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行狹縫涂布工藝,納米級(jí)薄膜(干膜厚度)將被完全破壞。為了避免這個(gè)問(wèn)題,MBRAUN開(kāi)發(fā)了小型潔凈系統(tǒng),可以在惰性氣體環(huán)境下運(yùn)行,并在該環(huán)境內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)ISO1的潔凈等級(jí)。
04 熱板
濕法制膜設(shè)備需要經(jīng)過(guò)良好的固化后才能形成均勻的薄膜,以制備高效率的器件。
熱板是MBRAUN工藝設(shè)備系列中的最新設(shè)計(jì)之一,用于在可控條件下固化在剛性基片上沉積的有機(jī)薄膜。具有非常好的溫度均勻性、溫控精度、工藝穩(wěn)定性、可重復(fù)性,以及高度的靈活性,應(yīng)用范圍覆蓋基礎(chǔ)研究到復(fù)雜的制造工藝。
05 自動(dòng)化
當(dāng)用戶(hù)開(kāi)始關(guān)注如何消除人為失誤、增加產(chǎn)能以及提高工藝重復(fù)性和穩(wěn)定性時(shí),就一定會(huì)需要自動(dòng)化解決方案。
MBRAUN作為鈣鈦礦電池領(lǐng)域的整體方案頭部廠(chǎng)商,在超凈生產(chǎn)環(huán)境管控(無(wú)水、無(wú)氧、無(wú)塵),自動(dòng)化物流,工藝生產(chǎn)和檢測(cè)設(shè)備集成整合,生產(chǎn)安全管理,生產(chǎn)信息記錄等領(lǐng)域具備豐富的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備。多年來(lái),MBRAUN設(shè)計(jì)并交付了一系列從半自動(dòng)化到全自動(dòng)化范圍的高度集成的系統(tǒng),為客戶(hù)量身定制解決方案,充分滿(mǎn)足客戶(hù)的每個(gè)特定需求,在行業(yè)內(nèi)獲得高度好評(píng)。
如果您有相關(guān)需求,歡迎致電布勞恩!