一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置及方法和应用与流程

1.本发明属于太阳能电池产品制备技术领域，具体涉及一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置及方法和应用。


背景技术：

2.近年来，光伏发电受到了广泛关注。降本与增效是光伏行业的发展方向，作为低成本、高效率的钙钛矿太阳能电池成为备受瞩目的新技术，随着研究的不断深入，研发进展也突飞猛进，效率由最初的3.8％增长到25.7％以上。
3.虽然钙钛矿太阳能电池的效率快速提升，但大部分已报道的高效率钙钛矿是通过旋涂、涂布、喷墨打印、蒸镀法等工艺制备。旋涂工艺不适合大面积制备钙钛矿组件。涂布工艺在放大的过程中很难控制薄膜均一性和钙钛矿的结晶过程，而且制备得到的钙钛矿良率较低。喷墨打印工艺受限于基底浸润性的影响，溶质很难均匀分布在基底表面，表面粗糙度大。使用溶剂法制备钙钛矿的过程中，溶剂会破坏底部电荷传输层，并且溶剂的使用对实验和生产的环境苛刻。此外，溶剂的挥发会对环境造成破坏，影响研发人员身体健康。蒸镀法制备钙钛矿薄膜有共蒸法和顺序沉积两种工艺，其中共蒸法的缺点是难以控制有机铵盐(fai、mai)与无机盐(pbi2、pbcl2、pbbr2)以一定的沉积速率比进行沉积，其中无机盐的沉积速率很难控制，导致钙钛矿反应不充分。顺序沉积法是先在电荷传输层上沉积一层无机盐薄膜骨架，然后再转移至另一腔室使用电加热式坩埚沉积有机铵盐，进一步通过加热让有机盐扩散、与无机盐反应生成钙钛矿薄膜。然而目前采用坩埚电加热式坩埚加热升温慢，有机盐在坩埚升温的过程中就已经开始分解，从而对钙钛矿薄膜的质量产生不利影响，对设备有一定的破坏。此外，真空气相直接沉积钙钛矿对设备的要求高，需要控制好有机物的温度，ch3nh3i和ch(nh2)2i在常规电加热的加热方式，在坩埚升温过程中容易分解为ch3nh2和hi造成设备的腔室污染，其中hi对真空泵、法兰连接处具有严重的化学腐蚀，易造成设备损坏。
4.因此，有必要提出一种在蒸发的过程中避免有机铵盐分解的装置和方法并以此制备光电器件的效率，将其应用到太阳能电池及其他光电器件的制备。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置及方法和应用，以克服现有技术中存在的不足。
6.为实现前述发明目的，本发明实施例采用的技术方案包括：
7.本发明提供了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，包括：
8.将基底和至少一个第一加热舟置入第一腔室内，并使所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟内盛装有一种以上无机盐，且所述第一腔室具有第一真空度，再加热使所述无机盐挥发，从而在所述基底表面沉积无机盐薄膜；
9.将表面沉积有所述无机盐薄膜的基底和至少一个第二加热舟置入第二腔室内，所
述第二加热舟内盛装有一种以上掺有杂质的有机铵盐，且所述第二腔室具有第二真空度，再以红外线加热装置加热使所述有机铵盐蒸发，以在所述无机盐薄膜上沉积有机铵盐，并使有机铵盐与无机盐反应形成钙钛矿薄膜。
10.进一步地，所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，具体包括：将纯度在90％以上的有机铵盐暴露于湿度为80％的环境中24-48h，从而制得所述掺有杂质的有机铵盐。
11.进一步地，所述基底包括衬底和形成于衬底表面的第一载流子传输层。
12.本发明还提供了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，包括：
13.第一腔室，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟，所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟用于盛装有一种以上无机盐；
14.第一热源，至少用于在所述第一腔室内加热所述无机盐，以使所述无机盐挥发并沉积于所述基底表面，从而形成无机盐薄膜；
15.转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室转移至第二腔室；
16.第二腔室，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟，所述第二加热舟用于盛装有一种以上有机铵盐；
17.第二热源，至少用于在所述第二腔室内加热所述有机铵盐，以使所述有机铵盐蒸发并沉积在所述无机盐薄膜上，所述第二热源包括红外线加热装置；
18.抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室、第二腔室分别达到第一真空度、第二真空度。
19.本发明还提供了一种钙钛矿模组的制备方法，包括：
20.在衬底上形成第一载流子传输层；
21.采用前述的方法在第一载流子传输层上形成钙钛矿薄膜；
22.在所述钙钛矿薄膜上形成第二载流子传输层。
23.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
24.(1)本发明先在第一真空腔室内沉积无机盐薄膜，再在第二真空腔室内沉积有机铵盐，并通过对有机铵盐的加热方式进行改进，使用红外线装置配合加热舟，在30s内迅速升温至目标温度，减少热蒸发过程中的有机铵盐分解和其他损失，且避免溶剂的使用，对环境(湿度、温度、灰尘粒径等)要求低，具有可重复性。
25.(2)本发明还对有机铵盐进行了掺杂处理，将有机铵盐暴露于80％的湿度环境中24h，降低有机铵盐的纯度，减少在蒸发的过程中有机铵盐的分解。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本技术一实施方式中真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置中第一腔室的结构示意图。
28.图2是本技术一实施方式中真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置中第二腔室的结构示意图。
29.图3是实施例1制备的钙钛矿薄膜的表面sem图。
30.图4是对比例1制备的钙钛矿薄膜的表面sem图。
31.附图标记说明：1、第一腔室，2、第一加热舟，3、第二腔室，4、第二加热舟，5、红外线加热装置，6、支撑柱，7、载盘。
具体实施方式
32.鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是通过对有机铵盐的加热方式进行改进，使用红外线装置配合加热舟(选用石墨舟)，石墨舟具有良好的热传导效果，在30s内迅速升温至目标温度，减少热蒸发过程中的有机铵盐分解和其他损失。如下将对该技术方案、其实施过程及原理作进一步的解释说明。
33.本发明实施例的一个方面提供了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，包括：
34.将基底和至少一个第一加热舟置入第一腔室内，并使所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟内盛装有一种以上无机盐，且所述第一腔室具有第一真空度，再加热使所述无机盐挥发，从而在所述基底表面沉积无机盐薄膜；
35.将表面沉积有所述无机盐薄膜的基底和至少一个第二加热舟置入第二腔室内，所述第二加热舟内盛装有一种以上掺有杂质的有机铵盐，且所述第二腔室具有第二真空度，再以红外线加热装置加热使所述有机铵盐蒸发，以在所述无机盐薄膜上沉积有机铵盐，并使有机铵盐与无机盐反应形成钙钛矿薄膜。
36.在一些优选实施例中，所述掺有杂质的有机铵盐的纯度为60-99.99％，且含氯有机化合物或含氟无机盐。
37.在一些优选实施例中，所述掺有杂质的有机铵盐所含的杂质包括水。
38.在一些优选实施例中，所述掺有杂质的有机铵盐为粉末状。
39.在一些优选实施例中，在所述无机盐薄膜上沉积的有机铵盐的厚度为100～1000nm。
40.在一些优选实施例中，所述有机铵盐可以包括fax、max、peax、bax等中的任意一种或多种的组合，但不局限于此；其中，所述x-包括cl-、br-或i-。
41.在一些优选实施例中，所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，具体包括：将纯度在90％以上的有机铵盐暴露于湿度为80％的环境中24-48h，从而制得所述掺有杂质的有机铵盐。
42.在一些优选实施例中，所述无机盐薄膜的厚度为100～1000nm。
43.在一些优选实施例中，所述无机盐可以包括csi、csbr、cscl、pbi2、pbbr2、pbcl2、pbscn、ki、kcl、sni2、snbr2、sncl2等中的任意一种或多种的组合，但不局限于此。
44.在一些优选实施例中，所述基底包括衬底和形成于衬底表面的第一载流子传输层。
45.在一些优选实施例中，所述有机铵盐与无机盐反应的温度为100-200℃，湿度为20％-80％，时间为5-50min。
46.本发明实施例的另一个方面提供了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，包
括：
47.第一腔室，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟，所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟用于盛装有一种以上无机盐；
48.第一热源，至少用于在所述第一腔室内加热所述无机盐，以使所述无机盐挥发并沉积于所述基底表面，从而形成无机盐薄膜；
49.转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室转移至第二腔室；
50.第二腔室，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟，所述第二加热舟用于盛装有一种以上有机铵盐；
51.第二热源，至少用于在所述第二腔室内加热所述有机铵盐，以使所述有机铵盐蒸发并沉积在所述无机盐薄膜上，所述第二热源包括红外线加热装置；
52.抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室、第二腔室分别达到第一真空度、第二真空度。
53.在一些优选实施例中，所述第一腔室和第二腔室内均包括设置在内腔顶部的支撑柱和载盘，所述载盘通过连接部件与所述支撑柱连接，以使所述载盘可沿所述支撑柱的轴向转动。
54.本发明实施例的另一个方面还提供了一种钙钛矿模组的制备方法，其特征在于包括：
55.在衬底上形成第一载流子传输层；
56.采用前述的方法在第一载流子传输层上形成钙钛矿薄膜；
57.在所述钙钛矿薄膜上形成第二载流子传输层。
58.具体地，本发明实施例制备的钙钛矿薄膜可用于正置和反置结构器件的钙钛矿模组：导电基底/第一载流子传输层/钙钛矿层/第二载流子传输层/电极，所述导电基底为fto导电玻璃、ito导电玻璃、fto导电塑料、ito导电塑料中的一种，其中fto厚度为500-600nm，ito厚度为300-400nm；第一载流子传输层可为空穴传输层或电子传输层，相对应的第二载流子传输层可为电子传输层或空穴传输层；其中，空穴传输层可为spiro-ometad(2，2
′
，7，7
′‑
四[n，n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9
′‑
螺二芴)、pedot：pss、p3ht、ptaa、pcdtbt等中的任意一种，厚度为300-600nm；电子传输层为sno2和tio2的复合层，tio2层的厚度为10～50nm，sno2层的厚度为40～80nm；所述电极为ag、al、au、ito中的任意一种，厚度为100～300nm。
[0059]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
实施例1
[0061]
本实施例的钙钛矿模组为正置结构器件，其结构为fto/sno
2-tio2/pvsk/spiro-ometad/ag，且该正置结构的钙钛矿模组通过如下步骤制备而成：
[0062]
s1、依次使用玻璃清洗剂、丙酮、乙醇、去离子水清洗厚度为550nm的fto导电玻璃，并利用旋涂、喷涂、刮涂或蒸镀等方法中的任意一种在fto导电玻璃上制备厚度为15nm的sno
2-tio2复合层。
[0063]
s2、mapbi3钙钛矿薄膜的制备：
[0064]
(1)提供真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，包括第一腔室1，如图1所示，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟2，第一加热舟2处于基底下方，第一加热舟2用于盛装有一种以上无机盐；
[0065]
第一热源，至少用于在第一腔室1内加热无机盐，以使无机盐挥发并沉积于基底表面，从而形成无机盐薄膜；
[0066]
转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室1转移至第二腔室3；
[0067]
第二腔室3，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟4，第二加热舟4用于盛装有一种以上有机铵盐；
[0068]
第二热源，至少用于在第二腔室3内加热有机铵盐，以使有机铵盐蒸发并沉积在无机盐薄膜上，第二热源包括设置在第二加热舟(石墨舟)4下方的红外线加热装置5；
[0069]
抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室1、第二腔室3分别达到第一真空度、第二真空度；
[0070]
第一腔室1和第二腔室3内均包括设置在内腔顶部的支撑柱6和载盘7，载盘7通过连接部件与支撑柱6连接，以使载盘7可沿支撑柱6的轴向转动。
[0071]
(2)将pbi2粉末分别置于不同的第一加热舟2中，第一腔室1中并抽真空至0.008pa以下，并将载盘7上的设置有sno2-tio2复合层的导电基底温度控制在85℃，通过电加热第一加热舟2使所述无机盐粉末挥发，得到厚度为350nm的无机盐薄膜。
[0072]
(3)将mai粉末置于湿度为80％的手套箱中24h。
[0073]
(4)将形成有无机盐薄膜的导电基底通过转移机构转移至第二腔室3的载盘7上，在第二腔室3的第二加热舟4中放置500g的mai粉末，将真空度抽至0.8pa以下，打开红外线加热装置5对第二加热舟4进行加热，在30s内升温至100-300℃，以沉积一层厚度为300nm的铵盐。
[0074]
(5)将沉积有铵盐的导电基底于加热板上退火，退火温度为150℃，湿度为50％，退火时间为30min，退火后，得到钙钛矿薄膜。
[0075]
s3、spiro-ometad溶液旋涂于钙钛矿薄膜，再蒸镀厚度为200nmag电极，完成钙钛矿器件制备。
[0076]
实施例2
[0077]
本实施例的钙钛矿模组为正置结构器件，其结构为fto/sno
2-tio2/pvsk/spiro-ometad/ag，且该正置结构的钙钛矿模组通过如下步骤制备而成：
[0078]
s1、依次使用玻璃清洗剂、丙酮、乙醇、去离子水清洗厚度为550nm的fto导电玻璃，并利用旋涂、喷涂、刮涂或蒸镀等方法中的任意一种在fto导电玻璃上制备厚度为15nm的sno
2-tio2复合层。
[0079]
s2、mapbi3钙钛矿薄膜的制备：
[0080]
(1)提供真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，包括第一腔室1，如图1所示，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟2，第一加热舟2处于基底下方，第一加热舟2用于盛装有一种以上无机盐；
[0081]
第一热源，至少用于在第一腔室1内加热无机盐，以使无机盐挥发并沉积于基底表面，从而形成无机盐薄膜；
[0082]
转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室1转移至第二腔室3；
[0083]
第二腔室3，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟4，第二加热舟4用于盛装有一种以上有机铵盐；
[0084]
第二热源，至少用于在第二腔室3内加热所述有机铵盐，以使有机铵盐蒸发并沉积在无机盐薄膜上，第二热源包括设置在第二加热舟(石墨舟)4下方的红外线加热装置5；
[0085]
抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室1、第二腔室3分别达到第一真空度、第二真空度；
[0086]
第一腔室1和第二腔室3内均包括设置在内腔顶部的支撑柱6和载盘7，载盘7通过连接部件与支撑柱6连接，以使载盘7可沿支撑柱6的轴向转动。
[0087]
(2)将pbi2粉末分别置于不同的第一加热舟2中，第一腔室1中并抽真空至0.008pa以下，并将载盘7上的设置有sno2-tio2复合层的导电基底温度控制在50℃，通过电加热第一加热舟2使所述无机盐粉末挥发，得到厚度为370nm的无机盐薄膜。
[0088]
(3)将mai粉末置于湿度为80％的手套箱中24h。
[0089]
(4)将形成有无机盐薄膜的导电基底通过转移机构转移至第二腔室3的载盘7上，在第二腔室3的第二加热舟4中放置0.01g的mai粉末，将真空度抽至0.8pa以下，打开红外线加热装置5对第二加热舟4进行加热，在30s内升温至100℃，以沉积一层厚度为320nm的铵盐。
[0090]
(5)将沉积有铵盐的导电基底于加热板上退火，退火温度为200℃，湿度为20％，退火时间为5min，退火后，得到钙钛矿薄膜。
[0091]
s3、spiro-ometad溶液旋涂于钙钛矿薄膜，再蒸镀厚度为100nmag电极，完成钙钛矿器件制备。
[0092]
实施例3
[0093]
本实施例的钙钛矿模组为正置结构器件，其结构为fto/sno
2-tio2/pvsk/spiro-ometad/ag，且该正置结构的钙钛矿模组通过如下步骤制备而成：
[0094]
s1、依次使用玻璃清洗剂、丙酮、乙醇、去离子水清洗厚度为550nm的fto导电玻璃，并利用旋涂、喷涂、刮涂或蒸镀等方法中的任意一种在fto导电玻璃上制备厚度为15nm的sno
2-tio2复合层。
[0095]
s2、mapbi3钙钛矿薄膜的制备：
[0096]
(1)提供真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，包括第一腔室1，如图1所示，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟2，第一加热舟2处于基底下方，第一加热舟2用于盛装有一种以上无机盐；
[0097]
第一热源，至少用于在第一腔室1内加热无机盐，以使无机盐挥发并沉积于基底表面，从而形成无机盐薄膜；
[0098]
转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室1转移至第二腔室3；
[0099]
第二腔室3，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟4，第二加热舟4用于盛装有一种以上有机铵盐；
[0100]
第二热源，至少用于在第二腔室3内加热所述有机铵盐，以使有机铵盐蒸发并沉积在无机盐薄膜上，第二热源包括设置在第二加热舟(石墨舟)4下方的红外线加热装置5；
[0101]
抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室1、第二腔室3
分别达到第一真空度、第二真空度；
[0102]
第一腔室1和第二腔室3内均包括设置在内腔顶部的支撑柱6和载盘7，载盘7通过连接部件与支撑柱6连接，以使载盘7可沿支撑柱6的轴向转动。
[0103]
(2)将pbi2粉末分别置于不同的第一加热舟2中，第一真腔室1中并抽真空至0.008pa以下，并将载盘7上的设置有sno2-tio2复合层的导电基底温度控制在120℃，通过电加热第一加热舟2使所述无机盐粉末挥发，得到厚度为400nm的无机盐薄膜。
[0104]
(3)将mai粉末置于湿度为80％的手套箱中24h。
[0105]
(4)将形成有无机盐薄膜的导电基底通过转移机构转移至第二真腔室3的载盘7上，在第二腔室3的第二加热舟4中放置1000g的mai粉末，将真空度抽至0.8pa以下，打开红外线加热装置5对第二加热舟4进行加热，在30s内升温至300℃，以沉积一层厚度为350nm的铵盐。
[0106]
(5)将沉积有铵盐的导电基底于加热板上退火，退火温度为100℃，湿度为80％，退火时间为50min，退火后，得到钙钛矿薄膜。
[0107]
s3、spiro-ometad溶液旋涂于钙钛矿薄膜，再蒸镀厚度为300nmag电极，完成钙钛矿器件制备。
[0108]
对比例1
[0109]
本对比例的钙钛矿模组与实施例1的钙钛矿模组的结构相同，制备方法也大致相同，主要区别点在于，mapbi3钙钛矿薄膜的制备中红外线加热装置加第二加热舟4加热的方式替换为坩埚的加热方式。
[0110]
将实施例1和对比例1制备的钙钛矿薄膜进行对比，对比结果见图3和图4，实施例1与对比例1相比钙钛矿结晶性更好，晶粒尺寸增大，晶粒分布均匀，可有效减少钙钛矿薄膜内部的非辐射复合，而对比例1中的钙钛矿晶粒小，上下晶粒出现明显的分层，缺陷较多。
[0111]
将实施例1和对比例1制备的正置结构器件的电池效率进行对比，对比结果见表1。
[0112]
表1.正置结构钙钛矿电池效率对比
[0113][0114]
由表1可知，使用本发明装置及对有机铵盐材料的调整制备得到的器件光电转换效率得到明显的性能提升。
[0115]
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
[0116]
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是
使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

技术特征：
1.一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于包括：将基底和至少一个第一加热舟置入第一腔室内，并使所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟内盛装有一种以上无机盐，且所述第一腔室具有第一真空度，再加热使所述无机盐挥发，从而在所述基底表面沉积无机盐薄膜；将表面沉积有所述无机盐薄膜的基底和至少一个第二加热舟置入第二腔室内，所述第二加热舟内盛装有一种以上掺有杂质的有机铵盐，且所述第二腔室具有第二真空度，再以红外线加热装置加热使所述有机铵盐蒸发，以在所述无机盐薄膜上沉积有机铵盐，并使有机铵盐与无机盐反应形成钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述掺有杂质的有机铵盐的纯度为60-99.99％，且含氯有机化合物或含氟无机盐，所述掺有杂质的有机铵盐所含的杂质包括水，所述掺有杂质的有机铵盐为粉末状。3.根据权利要求1或2所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：在所述无机盐薄膜上沉积的有机铵盐的厚度为100～1000nm；和/或，所述有机铵盐包括fax、max、peax、bax中的任意一种或多种的组合，其中，所述x-包括cl-、br-或i-。4.根据权利要求2所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于，具体包括：将纯度在90％以上的有机铵盐暴露于湿度为80％的环境中24-48h，从而制得所述掺有杂质的有机铵盐。5.根据权利要求1所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述无机盐薄膜的厚度为100～1000nm；和/或，所述无机盐包括csi、csbr、cscl、pbi2、pbbr2、pbcl2、pbscn、ki、kcl、sni2、snbr2、sncl2中的任意一种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述基底包括衬底和形成于衬底表面的第一载流子传输层。7.根据权利要求1所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的方法，其特征在于：所述有机铵盐与无机盐反应的温度为100-200℃，湿度为20％-80％，时间为5-50min。8.一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，其特征在于，包括：第一腔室，至少用于容纳基底和至少一个第一加热舟，所述第一加热舟处于基底下方，所述第一加热舟用于盛装有一种以上无机盐；第一热源，至少用于在所述第一腔室内加热所述无机盐，以使所述无机盐挥发并沉积于所述基底表面，从而形成无机盐薄膜；转移机构，用于将表面沉积有无机盐薄膜的基底从第一腔室转移至第二腔室；第二腔室，至少用于容纳基底和至少一个第二加热舟，所述第二加热舟用于盛装有一种以上有机铵盐；第二热源，至少用于在所述第二腔室内加热所述有机铵盐，以使所述有机铵盐蒸发并沉积在所述无机盐薄膜上，所述第二热源包括红外线加热装置；抽真空设备，分别与第一腔室、第二腔室连通，至少用于使第一腔室、第二腔室分别达到第一真空度、第二真空度。9.根据权利要求8所述的真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置，其特征在于：所述第一腔室和第二腔室内均包括设置在内腔顶部的支撑柱和载盘，所述载盘通过连接部件与所述支撑柱连接，以使所述载盘可沿所述支撑柱的轴向转动。
10.一种钙钛矿模组的制备方法，其特征在于包括：在衬底上形成第一载流子传输层；采用权利要求1-7中任一项所述的方法在第一载流子传输层上形成钙钛矿薄膜；在所述钙钛矿薄膜上形成第二载流子传输层。

技术总结
本发明揭示了一种真空顺序沉积制备钙钛矿薄膜的装置及方法和应用，包括：将基底和至少一个第一加热舟置入具有第一真空度的第一腔室内，并使盛装有一种以上无机盐的第一加热舟处于基底下方，加热，沉积无机盐薄膜；将表面沉积有无机盐薄膜的基底和至少一个盛装有一种以上掺有杂质的有机铵盐的第二加热舟置入具有第二真空度的第二腔室内，再以红外线加热装置加热，以沉积有机铵盐，并使有机铵盐与无机盐反应形成钙钛矿薄膜。本发明先在第一真空腔室内沉积无机盐薄膜，再在第二真空腔室内沉积有机铵盐，并通过对有机铵盐的加热方式进行改进，使用红外线装置配合加热舟，在30s内迅速升温至目标温度，减少热蒸发过程中的有机铵盐分解和其他损失。分解和其他损失。分解和其他损失。


技术研发人员：刘洋洋 张学浩 袁晨辰 高昌吉 安扬 田清勇 范斌
受保护的技术使用者：昆山协鑫光电材料有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25