柔性钙钛矿电池作为一种新型的太阳能电池技术,具有高效、轻薄、可弯曲等优点,近年来在光伏领域备受关注。卷绕镀膜机作为柔性钙钛矿电池生产中的关键设备,通过精密的镀膜工艺,可以在PET或PP柔性基材上镀制ITO等非金属膜和多种金属膜,从而提升电池的性能和稳定性。
基本结构
卷绕镀膜机主要由放卷室 收卷室和真空镀膜室三大部分组成。这三个室内均设有基材传送辊组,以实现柔性基材的放卷、收卷和镀膜过程中的同步移动。
卷绕室:负责柔性基材的初始放卷和镀膜完成后的收卷。通过精确的基材传送辊组,可以确保基材在镀膜过程中保持平整和稳定。
真空镀膜室:是镀膜工艺的核心部分。室内设有主卷辊和磁控靶,主卷辊用于卷绕掩膜与柔性基材,磁控靶则用于对柔性基材进行镀膜。
镀膜工艺
常见的镀膜工艺包括非金属膜(如ITO)和金属膜的镀制。以下是对这两种镀膜工艺的详细介绍:
非金属膜(ITO)镀制:
衬底预处理:首先,对PET或PP柔性基材进行预处理,去除表面的污垢,以保证镀膜质量。预处理过程通常包括洗涤剂清洗、超声波清洗和氮气吹干等步骤。
溅射前的准备:将清洗好的基材置于真空环境中,真空度一般控制在5×10^-4Pa左右。
预溅射:充入高纯的氩气,调节气压稳定在实验所需的工作气压(如1.1Pa),然后进行预溅射,时间通常为30分钟。
溅射镀膜:完成预溅射后,对基材进行低温溅射镀膜。在镀膜过程中同时对基材进行冷却。ITO、SiO2薄膜具有良好的光学透过率和电导或绝缘特性,作为光电器件的透明导电层具有广泛的科研和实用价值。
金属膜镀制:
金属膜的镀制过程与非金属膜类似,但使用的靶材和镀膜参数有所不同。常见的金属膜包括金、银、铜、石墨等,这些金属具有良好的导电性能和耐腐蚀性。
在镀膜过程中,通过精确控制镀膜时间和镀膜厚度,可以在柔性基材上形成均匀、致密的金属膜层。
高精度:通过掩膜和主卷辊的同步移动,可以精确控制镀膜图案的精度和间隔排列,提高电池的性能和稳定性。
高效率:镀膜过程无需抽真空即可更换掩膜,大大提高了生产效率。
低成本:省去激光蚀刻工艺的步骤,降低了生产成本。
适用性广:适用于PET、PP等多种柔性基材,可满足不同领域对柔性钙钛矿电池的需求。
柔性电子设备:如柔性显示屏、柔性太阳能电池板等,这些设备要求电池具有轻薄、可弯曲的特点。
可穿戴设备:如心率监测器、智能手环等,这些设备需要电池具有轻便、高效的性能。