[发明专利]用于钙钛矿晶体的结晶生长板、结晶釜及结晶装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种用于钙钛矿晶体的结晶生长板、结晶釜及结晶装置。

背景技术

随着社会的发展，人口的急剧增加以及对更高生活水平的追求，人均消耗的能源越来越高，以石油、煤炭和天然气等化石能源为基础的能源结构无法完全满足人类的需求，且化石能源为非可再生能源，储量有限、开发成本高且使用过程中易造成环境污染等因素。为了更好的解决能源问题，人们开发了多种新型清洁能源，如：风能、潮汐能、地热能、生物质能源、核能和太阳能等。其中，太阳能是由太阳内部的核聚变反应产生的能量。尽管地球大气层获取的太阳辐射能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但这些能量依然高达173000TW，平均每秒钟地球接收太阳辐射能量相当于燃烧500万吨煤，由此可见太阳能隐含的巨大潜力。由于技术复杂性和费效比等原因，太阳能被认为是最有潜力及开发价值的新型清洁能源，利用太阳能电池发电被认为是最具前景的方法之一。

钙钛矿太阳能电池是近几年出现的一种新型太阳能电池，因结构简单、原料来源广、制备工艺简单、价格低廉、可制备大面积柔性电池等特点，以受到越来越多人们的广泛关注。

钙钛矿太阳能电池，由于以MAPbI₃为代表的钙钛矿吸光材料具有优异的光电性能，高载流子迁移率(单晶66cm²V^-1s^-1，多晶11.6cm²V^-1s^-1)、包括长电子空穴扩散距离(单晶大于175μm，多晶大于1μm)、高吸光系数及宽广的吸光范围(覆盖整个可见光区)，使得钙钛矿太阳能电池领域在短时间内得到飞速发展。

但是，目前钙钛矿晶体制备还停留在实验室级别，钙钛矿晶体的供应量完全无法满足钙钛矿电池工业化需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有的钙钛矿晶体无法工业化生产的问题，提供一种可工业化生产钙钛矿晶体的结晶生长板。

一种用于钙钛矿晶体的结晶生长板，包括：

本体，包括用于晶体生长的第一面以及与所述第一面相对的第二面；

高表面能结构，设于所述本体的第一面；

以及低表面能结构，设于所述本体的第二面。

上述用于钙钛矿晶体的结晶生长板，由于在第一面(即正面)设有高表面能结构，且在第二面(即背面)设有低表面能结构，这样有利于晶体在正面的结晶机率，同时还有利于控制晶体生长，从而可工业化生产钙钛矿晶体。

在其中一个实施例中，所述高表面能结构为附于所述本体上的亲水材料层。

在其中一个实施例中，所述亲水材料层中的亲水材料选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、和聚丙烯酸中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述低表面能结构为附于所述本体上的疏水材料层。

在其中一个实施例中，所述疏水材料层中的疏水材料选自聚丙烯、聚偏氟二烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、和氟代聚硅氧烷中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述本体呈网筛状。

在其中一个实施例中，所述本体的孔径为50～100目。

在其中一个实施例中，所述本体的材质为不锈钢、铝合金、或钢化玻璃。

本发明还提供了一种钙钛矿晶体结晶釜。

一种钙钛矿晶体结晶釜，包括：

釜体；

加热机构，至少位于所述釜体的底部；

以及结晶生长板，设置于所述釜体内；

所述结晶生长板为本发明所提供的结晶生长板。

上述钙钛矿晶体结晶釜，由于采用本发明所提供的结晶生长板，故而可以精确控制钙钛矿晶体生长、可工业化生产钙钛矿晶体。

在其中一个实施例中，所述钙钛矿晶体结晶釜还包括用于升降所述结晶生长板的升降机构。

在其中一个实施例中，所述加热机构为电加热机构或循环油浴加热机构。

本发明还提供了一种钙钛矿晶体的结晶装置。

一种钙钛矿晶体的结晶装置，包括本发明所提供的钙钛矿晶体结晶釜。

上述钙钛矿晶体的结晶装置，由于采用本发明所提供的钙钛矿晶体结晶釜，故而可以精确控制钙钛矿晶体生长，同时还可以大规模、连续生长钙钛矿晶体。

在其中一个实施例中，所述钙钛矿晶体的结晶装置还包括溶剂冷凝回收单元，所述溶剂冷凝回收单元设置于所述钙钛矿晶体结晶釜的上方。