一种钙钛矿薄膜制备装置及方法

本申请涉及太阳能电池制备领域，具体而言，涉及一种钙钛矿薄膜制备装置及方法。

背景技术：

1、近年来太阳能电池作为制备简便、成本低廉的清洁能源得到了快速的发展。区别于传统硅基和其他太阳能电池，钙钛矿太阳能电池具有理论光电转换效率高、制备工艺简便、制备成本较硅基电池等电池更低等优势受到了广泛的关注和研究。

2、目前，制备钙钛矿薄膜大多采用管式炉为反应装置，但是管式炉的温度均匀性不高。此外，当管式炉加温或保温时，靠近真空管壁一侧的温度与设定温度相近，而真空管中心的实际温度与靠近真空管壁一侧的实际温度相差很大而且难以控制，导致在管式炉装置中制备的钙钛矿薄膜反应速度不均匀，进而造成了钙钛矿薄膜的整体不均匀，影响其光电性能。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种钙钛矿薄膜制备装置及方法，其能够制备得到保形良好、均匀且致密的钙钛矿薄膜。

2、本申请是这样实现的：

3、本申请提供钙钛矿薄膜制备装置，其包括：

4、石英管，石英管的两端封闭；

5、一对加热板，一对加热板上下相对布置地设于石英管内且被配置成可向相互靠近或远离方向移动；

6、气罐，气罐通过进气管与石英管一端连通，进气管上设有第一截止阀；

7、真空泵，真空泵通过出气管与石英管另一端连通，出气管上设有第二截止阀；

8、温控仪，温控仪用于控制加热板的温度。

9、在一些可选的实施方案中，石英管的两端分别通过法兰盘连通进气管和出气管，法兰盘连接有两个分别与一对加热板和温控仪电连接的真空接线柱。

10、在一些可选的实施方案中，进气管上设有用于检测石英管内气压的气压计。

11、在一些可选的实施方案中，一对加热板之间连接有至少一根螺纹杆，螺纹杆旋转时使一对加热板向相互靠近或远离方向移动。

12、本申请还提供了一种钙钛矿薄膜制备方法，包括以下步骤：

13、在一对相对布置的加热板表面分别设置具有薄膜层的基板和粉末层，使薄膜层和粉末层上下相对布置；薄膜层为碘化铅薄膜、溴化铯薄膜或碘化铅和溴化铯复合薄膜；粉末层中粉末为甲胺氢碘酸盐、甲脒氢碘酸盐、甲基氯化胺、甲脒盐酸盐中一种或多种的混合物；

14、将一对加热板的间距调节为0.5cm～3cm后在0.1～200pa的压力下加热至120～200℃进行反应，保温5～120min后通入氮气至气压达到大气压，在基板表面形成钙钛矿薄膜。

15、在一些可选的实施方案中，薄膜层的厚度为100～300nm。

16、在一些可选的实施方案中，将加热板加热时，以1～10℃0min的速度升温。

17、在一些可选的实施方案中，将加热板加热至140～170℃进行反应。

18、在一些可选的实施方案中，将加热板在0.1～10pa的压力进行反应。

19、在一些可选的实施方案中，基板为导电玻璃板。

20、本申请的有益效果是：本申请提供的钙钛矿薄膜制备装置及方法通过采用一对上下相对布置的加热板分别加热原料和前驱体，使原料固体受热升华并与受热均匀的前驱体基板接触进行气-固反应，并通过压力控制辅助钙钛矿结晶形成钙钛矿薄膜，从而制备得到适用于大面积基板上的保形良好、均匀且致密的钙钛矿薄膜。

技术特征：

1.一种钙钛矿薄膜制备装置，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备装置，其特征在于，所述石英管的两端分别通过法兰盘连通所述进气管和所述出气管，所述法兰盘连接有两个分别与一对所述加热板和所述温控仪电连接的真空接线柱。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备装置，其特征在于，所述进气管上设有用于检测所述石英管内气压的气压计。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备装置，其特征在于，一对所述加热板之间连接有至少一根螺纹杆，所述螺纹杆旋转时使一对所述加热板向相互靠近或远离方向移动。

5.一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述薄膜层的厚度为100～300nm。

7.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，将所述加热板加热时，以1～10℃0min的速度升温。

8.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，将所述加热板加热至140～170℃进行反应。

9.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，将所述加热板在0.1～10pa的压力进行反应。

10.根据权利要求5所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述基板为导电玻璃板。

技术总结
一种钙钛矿薄膜制备装置及方法，涉及太阳能电池制备领域。本申请提供的钙钛矿薄膜制备装置包括两端封闭的石英管、一对上下相对布置地设于石英管内的加热板、气罐、真空泵及用于控制加热板温度的温控仪，石英管的两端封闭；一对加热板且被配置成可向相互靠近或远离方向移动；气罐通过进气管与石英管一端连通，进气管上设有第一截止阀；真空泵通过出气管与石英管另一端连通，出气管上设有第二截止阀。本申请提供的钙钛矿薄膜制备装置及方法能够制备得到保形良好、均匀且致密的钙钛矿薄膜。

技术研发人员：陈秦彬,马斌,郑国源,陈明光,陈壁滔,龙飞
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12