蒸镀设备、钙钛矿电池蒸镀方法以及钙钛矿电池与流程

1.本技术涉及电池领域，具体地，涉及蒸镀设备、钙钛矿电池蒸镀方法以及钙钛矿电池。


背景技术：

2.太阳能是一种用之不尽的清洁能源，没有地域限制，遍布世界每一个角落。钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池，自2009年以来取得快速发展，实验室小尺寸钙钛矿太阳电池的效率已经达到25.6％。由于钙钛矿新型太阳能电池对可见光吸收高、成膜工艺简单、光电转换效率提升快而受到全世界的关注。钙钛矿太阳能电池的产业化首先需要解决大面积均匀制备钙钛矿膜层的技术问题。目前制备钙钛矿太阳电池的方法有很多，如旋涂法、真空法、刮涂法及喷涂法等。这些方法可大致分为溶液法和真空法，溶液法就是把钙钛矿的前驱体材料全部溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或二甲基亚砜(dmso)等有机溶剂中，通过旋涂法、刮涂法、喷涂法或狭缝涂布法(slot-die)等制备钙钛矿膜层；而真空法则是通过热蒸发法、溅射法、近空间升华法(css)、气相输运法(vtd)、近空间气相输运法(csvt)等在真空状态下把钙钛矿的前驱体材料直接制备到衬底上，全程没有溶剂参与。溶液法很难在粗糙或有缺陷的衬底上实现完全覆盖，因此并不适合在绒面基底及不平整基底上制备均匀的膜层。真空法可在不同粗糙度或形貌的衬底上保形沉积钙钛矿膜层，而传统的真空法一次只能制备一到两种膜层，在制备钙钛矿电池的过程中需要频繁的破空、抽空、调整蒸发速率，设备的综合利用率与研发效率较低。
3.因此，目前的蒸镀设备仍需进一步改进。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种蒸镀设备，该蒸镀设备能够在不破空的条件下完成对电池片全部功能膜层的制备，可以实现多种材料同时蒸镀，减少破空和抽真空的次数，提高实验的效率，设备占地面积小，节省空间和成本。
5.在本发明的一个方面，提出了一种蒸镀设备，包括：第一腔体，所述第一腔体内设置有基片支架、抽真空系统以及取片机构，所述基片支架用于放置基片和/或电池片，所述抽真空系统用于对所述第一腔体进行抽真空；第二腔体，所述第二腔体内设置有蒸镀系统，所述蒸镀系统包括第一坩埚和第二坩埚，所述第一坩埚和所述第二坩埚的加热温度不同，以在所述基片上蒸镀不同材料形成所述电池片；隔离门，所述隔离门设置在所述第一腔体和所述第二腔体之间，且当所述隔离门打开时所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述取片机构用于将所述基片从所述第一腔体传送至所述第二腔体内或将所述电池片从所述第二腔体传送至送入所述第一腔体内。由此，上下料均在第一腔室内完成，缩短设备长度，减小设备占地面积；通过取片机构进移送基片和电池片，能够实现不间断镀膜，同时节省成本，优化源排布；第二腔体可同时完成多种材料的蒸镀，使电池片在不破空的条件下完成全
部功能层的制备。
6.根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚设置在所述第二腔体的底部，所述第一坩埚的开口与所述第二腔体的顶部正对；所述第二坩埚设置在所述第二腔体的底部或侧壁，所述第二坩埚的开口的延伸方向与所述第一坩埚的开口的延伸方向相交。
7.根据本发明的一些实施例，所述第二坩埚底部为u型。
8.根据本发明的一些实施例，所述蒸镀系统进一步包括：第一挡板，所述第一挡板靠近所述第一坩埚和/或所述第二坩埚设置，以打开或关闭所述第一坩埚和/或所述第二坩埚。
9.根据本发明的一些实施例，所述蒸镀系统进一步包括：第二挡板，所述第二挡板设置为多个，以调整所述第一坩埚和所述第二坩埚内蒸汽的喷射路径。
10.根据本发明的一些实施例，所述蒸镀系统进一步包括：第三挡板，所述第三挡板设置在所述第一坩埚和所述第二坩埚开口处，所述第三挡板用于调整所述第一坩埚和所述第二坩埚内蒸汽的蒸发半径。
11.根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚与所述第二坩埚之间设置有所述第四挡板。
12.根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚和所述第二坩埚内设置有多个扰流挡板，所述扰流挡板上设置有开口，相邻所述扰流挡板上的所述开口交错设置。
13.根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚设置为填装有机物，所述有机物包括fai、mai、c
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、和bcp中的至少一种。
14.根据本发明的一些实施例，所述第二坩埚设置为填装无机物或金属，所述无机物包括ki、pbi2、csi中的至少一种，所述金属包括cu。
15.根据本发明的一些实施例，所述第一坩埚的加热温度为100℃～250℃。
16.根据本发明的一些实施例，所述第二坩埚的加热温度为200℃～1500℃。
17.根据本发明的一些实施例，所述基片支架设置为中间镂空、四边凸起的框架，以放置所述基片和所述电池片。
18.根据本发明的一些实施例，所述取片机构包括：升降螺杆；传送臂，所述传送臂与所述升降螺杆的上端相连，所述传送臂用于传送所述基片或所述电池片；波纹管，所述波纹管设在所述升降螺杆的外侧，第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述传送臂相连，用于驱动所述传送臂伸长或缩短；第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述升降螺杆的下端相连，用于驱动所述升降螺杆上下移动。。
19.在本发明的另一个方面，提出了一种钙钛矿电池蒸镀的方法，该方法采用前述的蒸镀设备，蒸镀电池片中的第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和电极层中的至少一层。
20.根据本发明的一些实施例，所述钙钛矿层是采用由顺蒸和/或共蒸的方法形成的。
21.在本发明的又一个方面，提出了一种钙钛矿电池，此钙钛矿电池是由前述的钙钛矿电池蒸镀方法制备的。由此，具有前述的钙钛矿电池蒸镀方法所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述，总的来说，至少具有制备工艺简单的优点。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1显示了本发明一个实施例的蒸镀设备的结构示意图；
24.图2显示了本发明另一个实施例的第一腔体的结构示意图；
25.图3显示了本发明另一个实施例的基片支架的结构示意图；
26.图4显示了本发明另一个实施例的第一坩埚和第二坩埚的结构示意图；
27.图5显示了本发明一个实施例的第二腔体的俯视图；
28.图6显示了本发明另一个实施例的双材料共蒸时第二腔体的侧视图；
29.图7显示了本发明另一个实施例的四个材料共蒸时第二腔体的侧视图；
30.图8显示了本发明另另一个实施例的双材料共蒸时第二腔体的侧视图；
31.图9显示了本发明一个实施例的钙钛矿电池的结构示意图。
32.附图标记：
33.1000：第一腔体；2000：第二腔体；3000：第三腔体；4000：隔离门；2100：第一坩埚；2200：第二坩埚；2110：扰流挡板；2120：加热层；2130：冷却层；2140：隔热层；2300：第一挡板；2400：第二挡板；2500：第三挡板；2600：第四挡板；2700：导轨；a：基片支架；1100：取片机构；c：升降螺杆；b：传送臂；f：波纹管；d：第一伺服电机；e：第二伺服电机；i：基片；100：衬底；200：第一电荷传输层；300：钙钛矿层；400：第二电荷传输层；500：电极层。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
35.在本发明的一个方面，提出了一种蒸镀设备，参考图1，该蒸镀设备包括第一腔体1000、第二腔体2000和隔离门4000。
36.其中，参考图2，第一腔体1000内设置有基片支架a、抽真空系统(图中未示出)以及取片机构1100，基片支架a可用于放置未蒸镀功能层的基片i和蒸镀全部功能层的电池片(图中未示出)。当基片i在第一腔体1000内放置好后，抽真空系统用于对第一腔体1000进行抽真空，使第一腔体1000处于真空状态。需要说明的是，第一腔体1000的真空度不受特别限制，例如，第一腔体1000的真空度可等于或略小于第二腔体2000的真空度。由此，第二腔体2000内的基片i完成功能层的蒸镀后，可将电池片传送至第一腔体1000，然后再将第一腔体1000内的基片i传送至第二腔体2000进行功能层的蒸镀，相当于上下料均在同一个腔体内进行，减小了设备行进方向的长度，减小设备占地面积。需要说明的是，此处所指的行进方向是指基片i由第一腔体1000运送至第二腔体2000内的方向。
37.第二腔体2000内设置有蒸镀系统，参考图4，蒸镀系统包括第一坩埚2100和第二坩埚2200，第一坩埚2100和第二坩埚2200的加热温度不同，以在基片i上蒸镀不同材料形成电池片。根据本发明的一些实施例，第一坩埚2100的加热温度较高，需要高温才能蒸发的材料可以放置在第一坩埚2100内进行蒸镀；第二坩埚2200的加热温度较低，较低温度即可蒸发
的材料可以放置在第二坩埚2200内进行蒸镀。由此，可在不破空的条件下，完成不同材料的蒸镀，以在基片i上形成不同的功能层，降低了破空和抽真空的次数，减少工艺调整需要的时间，提高生产效率。
38.需要说明的是，第一坩埚2100和第二坩埚2200的材质可以相同也可以不同，本领域技术人员可以自由选择；第一坩埚2100和第二坩埚2200温度的相对高低不受限制，也可以是第二坩埚2200的加热温度较高、第一坩埚2100的加热温度较低，本领域技术人员可根据产品需求自由设计；第一坩埚2100和第二坩埚2200的数量不受限制，例如，第一坩埚2100可以为在行进方向设置的多个，第二坩埚2200可根据第一坩埚2100的数量以及需要蒸镀的材料的种类进行设计。
39.隔离门4000设置在第一腔体1000和第二腔体2000之间，且隔离门4000打开时第一腔体1000与第二腔体2000连通，取片机构1100用于将基片i从第一腔体1000传送至第二腔体2000内或将电池片从第二腔体2000传送至所述第一腔体1000内。根据本发明的一些实施例，基片i放置在第一腔体1000后，对第一腔体1000和第二腔体2000进行抽真空，真空度达到要求后，打开隔离门4000使第一腔体1000和第二腔体2000连通，取片机构1100即可将基片i传送至第二腔体2000，关闭隔离门4000，第二腔体2000即可对基片i进行功能层的蒸镀；蒸镀完成后，隔离门4000再次打开，取片机构1100将电池片传送至第一腔体1000内，并放置在基片支架a上，如果需要继续蒸镀，取片机构1100可再次将第一腔体1000内的基片i传送至第二腔体2000。由此，基片i连续蒸镀的过程中，可避免多次破空和抽真空，避免膜层界面接触空气造成界面污染，提高设备的利用率。
40.根据本发明的一些实施例，蒸镀设备还包括第三腔体3000，具体地，第三腔体3000可以为配电柜。
41.根据本发明的一些实施例，参考图2和图3，基片支架a设置为多个，每个基片支架a设置为中间镂空、四边凸起的框架，以放置基片i和/或电池片。具体地，第一腔体1000内基片支架a的数量可根据第一腔体1000的大小以及工艺需求进行选择；基片支架a的设置方式不受限制，为了减小第一腔体1000的空间，可将基片i支架a上下叠层设置，相邻基片i支架a具有一定距离，以放置基片i和/或电池片。
42.根据本发明的一些实施例，参考图2，取片机构1100包括：升降螺杆c、传送臂b、波纹管f、第一伺服电机d和第二伺服电机e，传送臂b与升降螺杆c相连，且传送臂b与升降螺杆c的上端相连，传送臂b用于传送基片i或电池片，波纹管设在所述升降螺杆的外侧以隔绝真空和大气，第一伺服电机d用于驱动传送臂b伸长或缩短，第二伺服电机e与升降螺杆c的下端相连，用于驱动所述升降螺杆c上下移动，从而带动传送臂b上下移动。
43.根据本发明的一些实施例，第一坩埚2100设置在第二腔体2000的底部，第一坩埚2100的开口与第二腔体2000的顶部正对；第二坩埚2200设置在第二腔体2000的底部或侧壁，第二坩埚2200的开口的延伸方向与第一坩埚2100的开口的延伸方向相交。具体地，当第一坩埚2100和第二坩埚2200内放置不同材料时，第一坩埚2100和第二坩埚2200内材料的蒸汽由坩埚出口喷射出后，两个材料的蒸汽存在相交区域，当需要将多个材料同时蒸镀到基片i上时，将基片i放置在蒸汽相交区域，即可完成多个材料的共蒸。需要说明的是，第二坩埚2200的位置不受特别限制，当第二坩埚2200设置在第二腔体2000的侧壁时，为了使第二坩埚2200喷射出的蒸汽与第一坩埚2100喷射出的蒸汽相交，第二坩埚2200的开口可朝向第
二腔体2000的顶部；当第二坩埚2200设置在第二腔体2000的底部时，为了更好的使第二坩埚2200喷射出的蒸汽与第一坩埚2100喷射出的蒸汽相交，可使第二坩埚2200的开口朝向第一坩埚2100、使第二坩埚2200整体倾斜设置，第二坩埚2200整体倾斜，可以有效增加蒸气相交的面积，提高材料利用率，并有效缩短腔体的宽度。
44.根据本发明的一些实施例，第一坩埚2100和第二坩埚2200的形状不受特别限制，具体地，由于第一坩埚2100设置在第二腔体2000的底部，第一坩埚2100的底部可以与第二腔体2000的底部平行设置；由于第二坩埚2200无论是设置在底部还是侧壁，都是倾斜设置的，为了使第二坩埚2200内的原材料加热更均匀、第二坩埚2200内蒸出的蒸汽更均匀、材料可以最大限度的利用，第二坩埚2200的底部可以为u型。
45.根据本发明的一些实施例，蒸镀系统进一步包括第一挡板2300，第一挡板2300靠近第一坩埚2100和/或第二坩埚2200设置，以打开或关闭第一坩埚2100和/或第二坩埚2200。举例来说，第一坩埚2100内放置有形成第一功能层的材料，第二坩埚2200内放置有形成第二功能层的材料，当需要在基片i上蒸镀第一功能层时，打开靠近第一坩埚2100的第一挡板2300，关闭靠近第二坩埚2200的第一挡板2300，使第一坩埚2100的蒸汽喷射到基片i上；蒸镀完第一功能层、需要蒸镀第二功能层时，关闭靠近第一坩埚2100的第一挡板2300，打开靠近第二坩埚2200的第一挡板2300，使第二坩埚2200的蒸汽喷射到含有第一功能层的基片i上。当第二腔体2000内设置有多个第一坩埚2100和第二坩埚2200时，以此类推，使每个坩埚内的蒸汽均能按顺序蒸镀到基片i上。由此，当需要在基片i上蒸镀多个功能层时，可以连续进行，无需破空更换材料，减少破空、抽真空的工艺次数，避免膜层界面接触空气造成界面污染，提高设备的利用率，提高生产效率。
46.根据本发明的一些实施例，蒸镀系统进一步包括第二挡板2400，第二挡板2400设置为多个，以调整坩埚内蒸汽的喷射路径。根据本发明的一些具体实施例，参考图5和图7，在第二腔体2000的g1、g2、g3和g4位置处分别设置一个第一坩埚2100，四个第一坩埚2100设置在第二腔体2000的底部，且沿与基片i的行进方向相同排布成一列，g1的第一坩埚2100内装有材料a，g2的第一坩埚2100内装有材料b，g3的第一坩埚2100内装有材料c，g4的第一坩埚2100内装有材料d；在第二腔体2000的h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7和h8处分别设置一个第二坩埚2200，相当于每个第一坩埚2100在基片i行进方向的两侧对称设置有两个第二坩埚2200，为了使功能层蒸镀时更均匀，对称放置的两个第二坩埚2200内放置有相同的材料，即g1的两侧为h1和h2，h1和h2内放置有材料e，g2的两侧为h3和h4，h3和h4内放置有材料f，g3的两侧为h5和h6，h5和h6内放置有材料g，g4的两侧为h7和h8，h7和h8内放置有材料h。
47.根据本发明的一些实施例，第二腔体2000内还设置有导轨2700，基片i在第二腔体2000内沿导轨2700往复移动，在g1和g2之间设置有第二挡板2400，g3和g4之间设置有第二挡板2400，第二挡板2400的高度延伸至导轨2700的附近，第二挡板2400的最高点与导轨2700之间留有间隙保证导轨2700能够传动即可。当第二腔室开始蒸镀时，g1和g2之间的第二挡板2400能够防止材料a、b的蒸汽与材料c、d的蒸汽发生重合，g3和g4之间的第二挡板2400能够防止材料e、f的蒸汽与材料g、h的蒸汽发生重合，对于没有发生重合、蒸汽直接到达第二腔体2000顶部的蒸汽，还可以在导轨2700上设置第二挡板2400，以防止单独的材料蒸镀到基片i上。由此，基片i沿导轨2700依次经过a和b的共蒸区域、c和d的共蒸区域、e和f的共蒸区域、g和h的共蒸区域，实现了在不破空的条件下，完成对材料a和材料b共蒸、材料c
和材料d共蒸、材料e和材料f共蒸、材料g和材料h共蒸。
48.根据本发明的一些实施例，参考图5和图8，本技术提出的蒸镀设备还可实现四种材料的共蒸，此时，g1和g2之间的第二挡板2400、g3和g4之间的第二挡板2400的高度降低，参考图9，第二挡板2400的最高点不会与坩埚内喷射出的蒸汽接触，材料a、b、c和d的蒸汽存在重合区域，材料e、f、g和h的蒸汽存在重合区域，导轨2700上对应没有发生重合或仅仅是三个材料、两个材料发生重合的区域设置第二挡板2400，防止此类蒸汽蒸镀到基片i上。由此，基片i沿导轨2700依次经过a、b、c和d的共蒸区域以及e、f、g和h的共蒸区域，实现了在不破空的条件下，完成a、b、c和d共蒸以及e、f、g和h的共蒸。
49.根据本发明的一些实施例，参考图4，蒸镀系统进一步包括第三挡板2500，第三挡板2500设置在坩埚开口处，第三挡板2500用于调整坩埚内蒸汽的蒸发半径。具体地，在坩埚开口处设置第三挡板2500，此时，坩埚开口的高度提高，能够调整蒸汽到达基片i的蒸发半径，提高材料的利用率。需要说明的是，第三挡板2500的可设置在第一坩埚2100，也可设置在第二坩埚2200，本领域技术人员可根据工艺需要自行设计。
50.根据本发明的一些实施例，参考图6，第一坩埚2100与第二坩埚2200之间设置有第四挡板2600。具体地，由于第一坩埚2100和第二坩埚2200的加热温度不同，为了防止高温坩埚的热量传递到低温坩埚，可以在第一坩埚2100和第二坩埚2200之间设置第四挡板2600。为了进一步提高隔热效果，第四挡板2600靠近高温坩埚的位置还可以设置有冷却水管(图中未示出)，防止高温坩埚热量向四周传递，减少热量的散失。
51.根据本发明的一些实施例，第一坩埚2100和第二坩埚2200的位置参考图5，当第二腔体2000内仅设置有第一挡板2300和第四挡板2600时，参考图6，该蒸镀设备可用于双材料的共蒸。具体地，四个第一坩埚2100内放置材料b，八个第二坩埚2200内均放置材料a，蒸汽从坩埚开口处喷出的路径如图6所示，将基片i放置在两个材料蒸汽重合的区域，即可完成双材料的共蒸。
52.根据本发明的一些实施例，参考图4，坩埚内还可以设置有多个扰流挡板2110，扰流挡板2110上设置有开口，相邻扰流挡板2110上的开口交错设置。由此，扰流挡板2110上的开口能够改变蒸汽的蒸发路径，使喷出的蒸汽更加均匀。需要说明的是，坩埚内扰流挡板2110的数量不受限制，本领域技术人员可以自由选择，为了防止最靠近坩埚内原材料的扰流挡板2110距离原材料过近导致材料上方压力过大，坩埚内扰流挡板2110的数量不宜过多，具体地，可根据坩埚的大小以及材料的属性进行选择。
53.根据本发明的一些实施例，第一坩埚2100可以设置为填装有机物，有机物包括fai、mai、c
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、和bcp中的至少一种，由于有机材料的蒸发温度较低，第一坩埚2100的加热温度可以为100℃～250℃，具体地，可以为120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃和240℃等。根据本发明的一些实施例，参考图4，为了实现对第一坩埚2100的加热，第一坩埚2100的侧壁以及开口处均设置有加热层2120。根据本发明的另一些实施例，第二坩埚2200设置为填装无机物或金属，无机物包括ki、pbi2、csi中的至少一种，金属包括cu，由于无机材料的蒸发温度较高，第二坩埚2200的加热温度为200℃～1500℃，具体地，可以为300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃和1400℃等。根据本发明的一些实施例，参考图4，为了实现对第二坩埚2200的加热，第二坩埚2200的侧壁以及开口处也设置有加热层2120。
54.根据本发明的一些实施例，参考图4，为了保证材料良好的蒸镀，加热层2120外面设置有隔热层2140，隔热层2140内为隔热材料，以减少温度散失。坩埚最外面还可以设置有冷却层2130，冷却层2130可以设置为冷却水管，用于降温，防止坩埚过热。根据本发明的一些实施例，坩埚开口可以设置为喇叭形，以加大蒸气的喷射半径，喷射口周围的加热层2120能够防止蒸气在喷射口降温凝结。
55.根据本发明的一些实施例，每个坩埚的底部均设置有基底载台，实现对坩埚的精准控温。根据本发明的另一些具体实施例，每个坩埚均配置有晶振监控蒸发速率，当坩埚内放置不同材料时，可根据不同材料设置蒸发速率。
56.综上所述，本技术提出的蒸镀设备具有以下优势：
57.(1)第一腔体1000内设置有基片i支架a，用于放置基片i和/或电池片，相当于上下料腔一体化，在不间断镀膜的前提下缩短了设备的长度，减小设备占地面积；
58.(2)通过对坩埚、挡板与腔体的设计，实现有机、无机、金属材料在同一腔体进行共蒸与顺蒸，可以不破空的条件下完成钙钛矿电池全部功能膜层的制备，减少了破空、抽真空的次数，提高生产效率；
59.(3)通过对坩埚、挡板与腔体的设计，可实现行进方向正交共蒸，减少了行进方向设备长度并最多实现相邻四种材料的正交双共蒸。
60.在本发明的另一个方面，提出了一种钙钛矿电池蒸镀方法，该方法采用前述的蒸镀设备，可蒸镀蒸镀电池片中的第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和电极层中的至少一层。换句话说，本技术提出的钙钛矿电池的蒸镀方法，可采用上述设备对完成电池某一个功能层的蒸镀，其余功能层采用其他工艺进行制备。
61.根据本发明的一些实施例，本技术提出的钙钛矿电池的蒸镀方法，可采用前述的蒸镀设备完成钙钛矿电池全部功能层的蒸镀。需要说明的是，蒸镀某一个功能层时，本领域技术人员可根据实际情况选择顺蒸或者共蒸。由此，该方法在蒸镀钙钛矿电池的过程中，通过坩埚、挡板与腔室的设计，实现有机、无机、金属材料在同一腔室内进行共蒸与顺蒸，无需破空即可完成全部功能层的蒸镀，减少了破空、抽真空的次数，提高生产效率。
62.根据本发明的一些实施例，钙钛矿层是由顺蒸和/或共蒸形成的。也即是说，钙钛矿层可以是仅由顺蒸形成的，或者是由共蒸形成的。
63.在本发明的又一个方面，提出了一种钙钛矿电池，是有前述的钙钛矿电池的蒸镀方法制备得到的。由此，该钙钛矿电池至少具有制备工艺简单、电学性能好的优点。
64.根据本发明的一些实施例，参考图9，钙钛矿电池包括：衬底100、第一电荷传输层200、钙钛矿层300、第二电荷传输层400和电极层500，其中，第一电荷传输200层设置于衬底100的一侧，钙钛矿层300设置在第一电荷传输层200远离衬底100的一侧，第二电荷传输层400设置在钙钛矿层300远离第一电荷传输层200的一侧，电极层500设置在第二电荷传输层400远离钙钛矿层300的一侧。
65.根据本发明的一些实施例，衬底100包括导电玻璃衬底或绒面衬底，导电玻璃包括掺锡氧化铟(ito)导电玻璃或掺氟氧化锡(fto)导电玻璃等；绒面衬底包括钙钛矿-硅叠层太阳电池的晶硅绒面衬底及其他绒面衬底。
66.根据本发明的一些实施例，形成第一电荷传输层100的材料包括但不限于硫氰酸亚铜(cuscn)、碘化亚铜(cui)、氧化铜(cuo)、氧化亚铜(cu2o)、氧化镍(nio)、五氧化二钒
(v2o5)、三氧化钼(moo3)、spiro-ometad、p3ht、ptaa、pedot:pss、二氧化钛(tio2)、二氧化锡(sno2)、掺锌氧化锡(zto)、硫化镉(cds)、富勒烯(c
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)、掺镁氧化锌(zmo)、氧化锌(zno)、pcbm等。具体地，第一电荷传输层100的厚度为0.1nm～50nm。
67.根据本发明的一些实施例，钙钛矿层300可以为全无机钙钛矿、全有机钙钛矿、有机无机杂化钙钛矿，形成钙钛矿层300的材料包括但不限于cspbi3、fapbi3、mapbi3、facspbi3、facspbi2br、famacspbi3等。
68.根据本发明的一些实施例，形成第二电荷传输层400的材料包括但不限于硫氰酸亚铜(cuscn)、碘化亚铜(cui)、氧化铜(cuo)、氧化亚铜(cu2o)、氧化镍(nio)、五氧化二钒(v2o5)、三氧化钼(moo3)、spiro-ometad、p3ht、ptaa、pedot:pss、二氧化钛(tio2)、二氧化锡(sno2)、掺锌氧化锡(zto)、硫化镉(cds)、富勒烯(c
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)、掺镁氧化锌(zmo)、氧化锌(zno)、pcbm等。具体地，第二电荷传输层400的厚度可以为5nm～50nm。
69.根据本发明的一些实施例，形成电极层500的材料可以为金属、透明导电氧化物等，其中金属包括但不限于银(ag)、铜(cu)、金(au)、铝(al)、钼(mo)、铬(cr)等，具体地，金属形成电极层500时的厚度为40nm-100nm。透明导电氧化物包括但不限于掺锡氧化铟(ito)、掺铝氧化锌(azo)、掺钨氧化铟(iwo)、掺锌氧化铟(izo)，透明导电氧化物形成电极层500时厚度为50nm～100nm。
70.实施例1
71.(1)在fto导电玻璃上蒸镀30nm的nio薄膜，沉积速率温度为室温；
72.(2)在nio远离fto的表面沉积ki作为钝化层，ki的厚度4nm，沉积速率
73.(3)在钝化层远离nio的表面顺蒸pbi2、csi和fai，pbi2的厚度为300nm，沉积速率csi的厚度为25nm，沉积速率为fai分压1.0x10-3
pa，衬底温度为50℃，最后形成钙钛矿层；
74.(4)在钙钛矿层远离钝化层的表面沉积c
60
和bcp作为第二电荷传输层，其中，c
60
的厚度为10nm，bcp的厚度为8nm，沉积速率均为沉积过程中衬底不加热；
75.(5)在第二电荷传输层远离钙钛矿层的表面沉积cu作为电极层，cu的厚度为80nm，沉积速率为即可形成钙钛矿电池。
76.将本实施例制备的钙钛矿电池进行电化学测试，测试结果见表1。
77.实施例2
78.(1)在fto导电玻璃上蒸镀25nm的nio薄膜，沉积速率温度为室温；
79.(2)在nio远离fto的表面沉积6nm的ki作为钝化层，沉积速率
80.(3)在钝化层远离nio的表面共蒸形成钙钛矿层，在钝化层远离基底的同一位置处同时沉积pbi2、csi和fai，pbi2的厚度为300nm，沉积速率csi的厚度为23nm，沉积速率为fai分压1.0x10-3
pa，衬底温度为55℃，原位形成钙钛矿层；
81.(4)在钙钛矿层远离钝化层的表面沉积c
60
和bcp作为第二电荷传输层，其中，c
60
的厚度为10nm，bcp的厚度为8nm，沉积速率均为沉积过程中衬底不加热；
82.(5)在第二电荷传输层远离钙钛矿层的表面沉积cu作为电极层，cu的厚度为80nm，沉积速率为即可形成钙钛矿电池。
83.将本实施例制备的钙钛矿电池进行电化学测试，测试结果见表2。
84.表1
85.电流密度(ma)开路电压(v)转化率(％)填充因子24.930.9818.878.8424.910.9818.476.81
86.表2
87.电流密度(ma)开路电压(v)转化率(％)填充因子24.50.9617.5977.4024.40.9617.1475.56
88.本发明的蒸镀设备制备的钙钛矿电池的电化学数据可以看出，蒸镀设备可用于制备钙钛矿电池的全部功能层，制备的钙钛矿电池的电化学数据也能达到比较高的工艺水平。说明此设备是一种可行且高效的新式钙钛矿镀膜设备。
89.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
90.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
91.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
92.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
93.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
94.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。