一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及全钙叠层钙钛矿电池技术领域，尤其涉及一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法。

背景技术

随着光伏产业的快速发展，PERC电池的产业化效率也已经达到了23.5％，快要达到24％的效率极限。而作为光伏行业的新进宠儿，钙钛矿电池历经13年的快速发展，光电转化效率已经从3.8％提升至25.7％，稳定性也得到了极大的提升，同时钙钛矿/钙钛矿叠层电池(全钙叠层)效率更是突破28.0％，超越了单晶硅电池创下的26.7％的纪录。虽然小面积全钙叠层电池取得了傲人的成绩，但随着钙钛矿大面积产业化进程的加快，钙钛矿电池制备工艺的稳定性缺限制了其在光伏电站领域与传统晶硅电池的竞争。

全钙叠层钙钛矿电池由顶电池和底电池两部分组成，顶电池和底电池分别吸收短波段和长波段的光，其中顶电池由锡铅混合的窄带隙钙钛矿材料制备，通过调整钙钛矿前驱液中的锡铅比例实现带隙的调整优化。但由于锡铅混合钙钛矿中的锡为+2锡，在空气中容易被氧化为+4价，现有全钙叠层电池为了防止前驱液中的Sn

如何避免产业化过程中前驱液中的Sn

现有钙钛矿前驱液供液系统直接采用供液泵的形式将前驱液定量输入涂布装置实现镀膜，对于锡铅混合钙钛矿体系而言，由于管道中残存的氧气以及涂布装置暴露在空气中等问题容易不可避免会导致Sn

发明内容

本发明的目的在于提供一种锡铅混合钙钛矿供液系统以决全钙叠层电池前驱液中的Sn

本发明的另一个目的在于提供一种锡铅混合钙钛矿供液系统的使用方法。

本发明所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法，包括：配液装置，存储装置、还原装置、输液装置、供液装置和涂布装置，所述存储装置包括自下而上的鼓泡装置和金属网，所述还原装置腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板，所述输供液装置包括第一输液装置和第二输液装置，所述第一输液装置左侧连接存储装置，右侧连接还原装置，所述第二输液装置做为供液装置的组成部分，位于供液装置的前端，所述供液装置的末端设置有浓度检测装置和过滤装置，且供液装置左侧连接还原装置，右侧连接涂布装置，所述涂布装置由涂布设备和基底组成，所述涂布设备主要包括刀头。

所述鼓泡装置连通配液装置，鼓泡装置位于存储装置底部，配液装置通过供液泵将配置好的前驱液通过鼓泡装置转移到存装置中。

所述金属网布置在鼓泡装置以上且依次平行分布在存储装置不同位置，所述金属网的材质为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或几种。

所述鼓泡装置出液孔为圆形、菱形、椭圆形、三角形、梯形、矩形中的一种或几种混合搭配。

所述存储装置右侧为还原装置，所述还原装置腔室内纵向设置的上下间隔的金属隔板为平行间隔，且隔板数为1-n之间的任意数值。

所述还原装置右侧为供液装置，所述供液装置还包括导管，导管右侧为浓度检测设置。所述浓度检测装置可以单一或同时检测Sn

所述导管内部涂层为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或多种的合金，也可以是上述金属材料的金属导管。

所述过滤装置位于供液装置最右侧，起到过滤的作用，防止前驱液中的残渣及未完全溶解的前驱体进入涂布装置损坏刀头，过滤装置孔径大小为0.25-1um。

所述供液装置右侧为涂布装置，所述涂布装置刀头内部还设置有歧管，所述涂布装置刀头和歧管内部均镀有金属涂层，所述金属涂层为钾、钙、钡、钠、镁、铝、锰、锌、铬、铁、钴、镍、锡中的一种或多种的合金。

一种锡铅混合钙钛矿供液装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.在配液装置中配置好的前驱液通过鼓泡装置引入存储装置，优选地，鼓泡装置出气口为圆形，鼓泡口直径为存储装置宽度的1/10，且鼓泡口均匀分布，金属网2采用锡网，此时前驱液中若存在Sn

S2.通过供液装置将存储装置中的前驱液引入还原装置，优选地，还原装置中设置锡板，间隔宽度为还原装置宽度的1/10，隔板均匀分布，同样此时前驱液中若存在Sn

S3.通过供液装置将还原装置中的前驱液通过镀锡导管导入涂布系统，优选地，浓度检测装置用于检测前驱液中的Sn

S4.通过供液系统将前驱液通入涂布装置，涂布装置中刀头内部采用镀锡保护层，包括歧管内部全部采用镀锡保护层，同样此时前驱液中若存在Sn

本发明所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法，通过改变现有设备，添加了存储装置、还原装置、供液装置以及涂布装置，该方法通过延长前驱液输液路径，最大限度的将前驱液中的Sn

附图说明

附图1为本发明所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法的逻辑原理图。

具体实施方式

参见图1，该图给出本发明所提出的一种锡铅混合钙钛矿供液系统及其使用方法的整体结构。该供液系统包括配液装置1，存储装置2、还原装置3、输液装置4、供液装置5和涂布装置6，所述存储装置2包括自下而上的鼓泡装置21和金属网22，所述还原装置3腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板31，所述输液装置4包括第一输液装置41和第二输液装置42，所述第一输液装置41左侧连接存储装置2，右侧连接还原装置3，所述第二输液装置42做为供液装置5的组成部分，位于供液装置5的前端，所述供液装置5的末端设置有浓度检测装置53和过滤装置54，且供液装置5的左侧连接还原装置3，右侧连接涂布装置6，所述涂布装置6主要由设置在涂布设备上的涂布刀头61和基底62组成。

如图1所示，优选的，供液系统最左侧为存储装置2；所述鼓泡装置21连通位于存储装置下方的配液装置1，鼓泡装置21位于存储装置2底部，配液装置1通过供液泵将配置好的前驱液11通过鼓泡装置21转移到存储装置2中。所述存储装置2由鼓泡装置21、金属网22及前驱液11组成，且鼓泡装置21的出液孔优选为圆形，出液孔均匀分布，孔径大小为存储管体宽度的1/10；

所述金属网22布置在鼓泡装置2以上且依次平行分布在存储装置2不同位置，其中金属网22的材质优先为锡网。

其中，存储装置2右侧为还原装置3，所述还原装置3的腔室内纵向设置有上下间隔的金属隔板31，所述金属隔板31平行间隔，所设金属隔板31的数量为9，进一步地，所述金属隔板31的材质为锡板。

优选地，所述还原装置3右侧为供液装置5，进一步地，所述供液装置5由第二输液装置42，导管52，浓度检测装置53以及过滤装置54组成；进一步地，所述导管52内部涂层为锡；

所述第二输液装置42位于供液装置5的前端，为涂布装置6供液；

进一步地，所述浓度检测装置53位于导管52的右侧，用于检测Sn

进一步地，所述过滤装置54位于供液装置4的最右侧，起到过滤的作用，防止前驱液11中的残渣及未完全溶解的前驱体进入涂布装置6损坏刀头61，过滤装置孔径大小为0.25um。

优选地，所述供液装置5右侧为涂布装置6，进一步地，所述涂布装置6刀头61内部镀有金属涂层63，进一步地，所述金属涂层63均匀为锡，所述刀头61内部还包括歧管64，所述歧管64内部也全部采用镀锡保护层。

使用时，步骤S1，在配液装置中将配置好的前驱液通过鼓泡装置引入存储装置，优选地，鼓泡装置出气口为圆形，鼓泡口直径为存储装置宽度的1/10，且鼓泡口均匀分布，金属网2采用锡网，此时前驱液中若存在Sn

S2.通过供液装置将存储装置中的前驱液引入还原装置，优选地，还原装置中设置锡板，间隔宽度为还原装置宽度的1/10，隔板均匀分布，同样此时前驱液中若存在Sn

S3.通过供液装置将还原装置中的前驱液通过镀锡导管导入涂布系统，优选地，浓度检测装置用于检测前驱液中的Sn

S4.通过供液系统将前驱液通入涂布装置，涂布装置中刀头内部采用镀锡保护层，包括歧管内部全部采用镀锡保护层，同样此时前驱液中若存在Sn

本发明通过原来设备的基础上增加存储装置2、还原装置3、输液装置4、供液装置5以及涂布装置6，供液装置5内部所有与前驱液11接触的部件均采用活泼型较强的金属或其金属的镀层，起到抑制Sn

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。