本发明涉及退火工艺，具体涉及一种大面积钙钛矿膜层的退火装置。
背景技术：
1、太阳能是新世纪最重要的新能源之一，钙钛矿电池钙钛矿型太阳能电池是新型全固态薄膜太阳能电池，属于第三代太阳能电池。是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。钙钛矿电池有多层薄膜材料，它主要由玻璃导电基板、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和背电极组成。其中钙钛矿层的工艺制备尤其重要。工艺过程如下：使用各种涂布方式，例如旋涂、刮涂、狭缝涂布，将钙钛矿溶液均匀地涂布到玻璃导电基板上；使用风刀等方式，快速去除溶剂、改善界面接触；进行退火工艺，退火工艺有两个目的，一是去除残余溶剂，二是使溶剂快速挥发以控制薄膜的成核结晶和生长。
2、传统采用热台退火，使用高精度温度控制的热台，使玻璃导电基板直接与热台接触，使用热传导的方式将玻璃导电基板升温至理想温度，由于热传导方式加热快，在实验室广泛使用。热台退火无法用于制备大面积钙钛矿电池。因为玻璃导电基板是玻璃材质，热传导加热方式会使玻璃导电基板温差又会导致玻璃弯曲变形，进而更加影响退火的均匀性。热台往往只能用于实验室制备小面积电池，且传统热台退火时间较长，通常需要15至30分钟。
3、采用红外加热退火方式，由于红外加热具有经济且高效的性能。在距离玻璃导电基板一定距离处设置多个红外灯管，并对基板进行支撑固定，外红灯管的通电加热，利用热辐射的方式完成对玻璃导电基板的加热。采用上述加热方式会存在受热不均的问题，因灯管的数量、分布间距等会影响玻璃导电基板的受热的均匀性，影响退火效果。另一方面，退火炉通常需要预热使得炉内温度均匀后，才能进料退火，大面积玻璃导电基板的通常采用局部支撑，玻璃基板会因局部接触受热和自身重力而变形。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，解决以下技术问题：
2、(1)如何解决玻璃导电基板在放入预热后的退火炉内，因局部接触过热的支撑件导致的基板变形以及钙钛矿层局部提前退火的退火不均匀问题；
3、(2)如何解决对玻璃导电基板上大面积钙钛矿膜层进行退火的退火时间过长问题。
4、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5、一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，包括壳体，所述壳体内固定设有水平的分隔板，所述分隔板的上方设有送料机构和顶升机构，所述送料机构用于向所述壳体内送入玻璃导电基板，所述顶升机构用于调整玻璃导电基板在竖直方向的位置。所述壳体的内腔顶部设有加热组件；所述壳体的内壁上安装有第一导轨，所述送料机构包括抽拉板，所述抽拉板与所述第一导轨滑动连接，所述抽拉板的上端通过销钉可拆卸连接有支撑框，所述支撑框的上端开有用于放置玻璃导电基板的方形槽。
6、进一步地，所述加热组件包括加热板，所述加热板通过多个立柱固定安装在所述壳体的内腔顶部，所述加热板的上端中心和边缘处分别固定设有内圈加热丝和外圈加热丝，所述内圈加热丝和所述外圈加热丝均为螺旋分布，所述加热板的上端中心和边缘处分别嵌有内圈热电偶和外圈热电偶。
7、进一步地，所述顶升机构包括伺服电缸，所述伺服电缸固定安装在所述壳体的内腔底部，所述伺服电缸上竖直传动连接有推轴，所述推轴贯穿所述分隔板并与所述分隔板滑动连接，所述推轴远离所述伺服电缸的一端固定安装有顶板，所述顶板的上端四个角均固定设有顶杆。
8、进一步地，所述抽拉板的四个角均贯穿开有第一通孔，所述支撑框的四个角均贯穿开有第二通孔；所述抽拉板上还贯穿开有第三通孔，所述顶板的上端安装有基板温度传感器；在所述顶板顶升时，所述顶杆依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔，所述基板温度传感器穿过所述第三通孔并接触玻璃导电基板。
9、进一步地，所述顶板的下端边缘固定安装有多个限位轴，所述分隔板的板面边缘贯穿安装有多个第二导轨，所述限位轴穿过所述第二导轨并与所述第二导轨滑动连接。
10、进一步地，所述顶杆的侧壁开有直角槽，所述直角槽的槽口均朝向所述推轴的轴线，所述直角槽内固定安装有支撑块。
11、进一步地，所述第一导轨的一端固定安装有限位块，所述壳体远离所述限位块的一侧开有窗口，所述窗口处安装有炉门，所述炉门上固定设有压块。
12、本发明的有益效果：
13、(1)本发明在对壳体的腔内进行预热的过程中，位于壳体外的支撑框以及方形槽内的玻璃导电基板处于不受热状态，壳体内预热结束后，再将支撑框与抽拉板通过销钉连接并投入壳体内进行加热，这种方式可以使支撑框与玻璃导电基板以同样的初始温度同时受热，避免了玻璃导电基板局部热传导，引起的玻璃形变与钙钛矿层局部提前退火。同时由于支撑框为框架结构，玻璃导电基板仅仅是边缘与支撑框上的直角槽接触，减少了接触性热传导面积。
14、(2)本发明采用双加热丝加热，并分别控制温度，根据内圈热电偶和外圈热电偶的温度差距，分别调整内圈加热丝与外圈加热丝，保证整个加热板的温度均匀性，配合退火前的壳体腔内预热工作，能使大面积钙钛矿电池膜层受热均匀，有助于钙钛矿层结晶的均一性。
15、(3)本发明为玻璃导电基板上钙钛矿膜层的退火提供封闭式环境，使用加热板预热，采用热对流与热辐射同时加热的方式，加热壳体内空气，能够提供均匀热场退火，在玻璃导电基板放入壳体内后，空气热传导加热透明导电基板，同时，上方加热板也会同步产生热辐射，加热玻璃导电基板。本发明采用热对流与热辐射两种方式制备钙钛矿层，可以快速完成退火过程。
16、附图说明
17、下面结合附图对本发明作进一步的说明。
18、图1为本发明的立体结构示意图；
19、图2为本发明中壳体内部构件的立体结构示意图；
20、图3为本发明中顶升机构的结构示意图；
21、图4为本发明中送料机构的结构示意图；
22、图5为本发明中顶升机构未进行顶升时的局部结构示意图；
23、图6为本发明中顶升机构顶升动作完成后的局部结构示意图；
1.一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内固定设有水平的分隔板(7)，所述分隔板(7)的上方设有送料机构(4)和顶升机构(3)，所述送料机构(4)用于向所述壳体(1)内送入玻璃导电基板(6)，所述顶升机构(3)用于调整玻璃导电基板(6)在竖直方向的位置；
2.根据权利要求1所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述加热组件(2)包括加热板(201)，所述加热板(201)通过多个立柱(202)固定安装在所述壳体(1)的内腔顶部，所述加热板(201)的上端中心和边缘处分别固定设有内圈加热丝(203)和外圈加热丝(204)，所述内圈加热丝(203)和所述外圈加热丝(204)均为螺旋分布，所述加热板(201)的上端中心和边缘处分别嵌有内圈热电偶(205)和外圈热电偶(206)。
3.根据权利要求1所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述顶升机构(3)包括伺服电缸(303)，所述伺服电缸(303)固定安装在所述壳体(1)的内腔底部，所述伺服电缸(303)上竖直传动连接有推轴(304)，所述推轴(304)贯穿所述分隔板(7)并与所述分隔板(7)滑动连接，所述推轴(304)远离所述伺服电缸(303)的一端固定安装有顶板(301)，所述顶板(301)的上端四个角均固定设有顶杆(302)。
4.根据权利要求3所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述抽拉板(401)的四个角均贯穿开有第一通孔(4011)，所述支撑框(404)的四个角均贯穿开有第二通孔(4042)；所述抽拉板(401)上还贯穿开有第三通孔(4012)，所述顶板(301)的上端安装有基板温度传感器(305)；在所述顶板(301)顶升时，所述顶杆(302)依次穿过所述第一通孔(4011)和所述第二通孔(4042)，所述基板温度传感器(305)穿过所述第三通孔(4012)并接触玻璃导电基板(6)。
5.根据权利要求4所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述顶板(301)的下端边缘固定安装有多个限位轴(307)，所述分隔板(7)的板面边缘贯穿安装有多个第二导轨(306)，所述限位轴(307)穿过所述第二导轨(306)并与所述第二导轨(306)滑动连接。
6.根据权利要求3所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述顶杆(302)的侧壁开有直角槽(3021)，所述直角槽(3021)的槽口均朝向所述推轴(304)的轴线，所述直角槽(3021)内固定安装有支撑块(3022)。
7.根据权利要求1所述的一种大面积钙钛矿膜层的退火装置，其特征在于，所述第一导轨(402)的一端固定安装有限位块(4021)，所述壳体(1)远离所述限位块(4021)的一侧开有窗口，所述窗口处安装有炉门(5)，所述炉门(5)上固定设有压块(501)。
