有机材料膜或有机无机复合材料膜的激光蒸镀方法、激光蒸镀装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于，解决因有机材料的气化而使得其它蒸镀用原料被污染、或者成膜速度不能控制而发生失控等现有技术中的问题，提供一种能够稳定地调节、控制成膜速度及蒸发速度的有机材料的激光蒸镀方法、激光蒸镀装置，在将至少一种有机材料进行激光蒸镀的方法中，其特征在于，对使该有机材料蒸发的激光的占空比进行调节。另外，其特征在于，基于上述有机物的蒸发速度、蒸镀用真空腔内的蒸气压对上述占空比进行调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机材料膜或有机无机复合材料膜的激光蒸镀方法、激光蒸镀装置
本专利技术涉及通过激光蒸镀形成包含有机铅钙钛矿(APbX3；式中A为有机系阳离子、X为卤素)等有机材料的膜时有用的激光蒸镀方法、激光蒸镀装置。
技术介绍
使用了有机铅钙钛矿(APbX3)的太阳能电池迅速高效率化，因此，有机铅钙钛矿受到关注，报道了许多各种各样的制作方法。其中，在非专利文献1中记载了：通过基于加热器加热的共蒸镀法进行制作，利用所制作的有机铅钙钛矿得到高太阳能电池效率。另外，在专利文献1、非专利文献2中记载了通过共蒸镀形成包含有机铅钙钛矿的有机无机复合钙钛矿的膜。为了通过共蒸镀法形成有机铅钙钛矿的膜，需要使有机材料(AX)与卤化铅(PbX2)同时或交替蒸发。但是，这样的共蒸镀中使用的有机材料(AX)大多为蒸气压高的材料，因此，在真空腔内有机材料发生气化而使得真空度大幅变差，气化材料的回绕会污染其它蒸镀用原料等，导致不能控制成膜速度，发生失控的问题。这些问题不仅对成膜工艺而且对形成的薄膜的膜质也带来很大影响。因此，在非专利文献1等现有文献中，虽然记载了能够形成一定程度的膜质的有机铅钙钛矿的膜，但为了找到稳定的共蒸镀条件却相当困难，设想到长时间稳定的共蒸镀几乎不可能，另外，还设想到所形成薄膜的膜质的提高还存在很大余地。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-82377号公报非专利文献非专利文献1：MingzhenLiu，MichaelB.Johnston&HenryJ.Snaith，自然(Nature)501，395(2013)非专利文献2：江良正直，平良隆博，筒井哲夫，真空，39卷，11号、P598(1996)
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术以如上所述的现有技术作为背景，其第一课题在于，解决因有机材料的气化而使得其它蒸镀用原料等被污染、或者成膜速度不能控制而发生失控等现有技术中的问题，提供一种能够稳定地调节、控制成膜速度及蒸发速度的有机材料的蒸镀方法、蒸镀装置。另外，本专利技术的第二课题至附加课题是提供一种激光蒸镀方法，其通过稳定地调节、控制成膜速度及蒸发速度而能够通过共蒸镀形成品质良好的有机无机复合物的膜。用于解决问题的手段本专利技术人关于有机材料的蒸镀进行了大量试验研究，在该研究过程中得出如下(A)、(B)的见解。(A)通过采用激光作为有机材料的蒸发单元，并且调节该激光的占空比，可以限制有机材料的气化，可以防止因气化有机材料的回绕引起的其它蒸镀用原料等的污染，并且可以容易地控制蒸镀通量的方向性、成膜速度。因此，在应用于有机铅钙钛矿等的共蒸镀的情况下，可以使得形成的薄膜的膜质良好。(B)基于有机材料的蒸发速度、真空腔内的蒸气压的测定结果来进行激光的占空比的调节，由此可以进一步良好地调节、控制成膜速度及蒸发速度。本专利技术是基于如上所述的见解而完成的，在本申请中提供如下所述的专利技术。<1>一种激光蒸镀方法，其是激光蒸镀至少一种有机材料的方法，其特征在于，对使该有机材料蒸发的激光的占空比进行调节。<2>如<1>所述的激光蒸镀方法，其中，利用占空比调节后的激光使有机材料蒸发，并且利用激光使无机材料蒸发，共蒸镀有机无机复合物。<3>如<2>所述的激光蒸镀方法，其中，使用有机阳离子的卤化物作为上述有机材料，使用MX2(式中，M为二价的金属离子，X为选自由F、Cl、Br、I组成的组中的至少一种卤素)作为所述无机材料，共蒸镀有机无机复合钙钛矿。<4>如<1>～<3>中任一项所述的激光蒸镀方法，其特征在于，基于所述有机材料的蒸发速度对所述占空比进行调节。<5>如<1>～<3>中任一项所述的激光蒸镀方法，其特征在于，基于蒸镀用真空腔内的蒸气压对所述占空比进行调节。<6>一种激光蒸镀装置，其是激光蒸镀至少一种有机材料时所使用的激光蒸镀装置，该激光蒸镀装置具备该有机材料的蒸发速度测定单元和基于利用该蒸发速度测定单元测定的蒸发速度对使所述有机材料蒸发的激光的占空比进行调节的占空比调节单元。<7>一种激光蒸镀装置，其是激光蒸镀至少一种有机材料时所使用的激光蒸镀装置，该激光蒸镀装置具备对蒸镀用真空腔内的蒸气压进行测定的蒸气压测定单元和基于利用该蒸气压测定单元测定的蒸气压对使所述有机材料蒸发的激光的占空比进行调节的占空比调节单元。本专利技术可以包含如下所述的实施方式。<8>如<3>所述的激光蒸镀方法，其中，进行共蒸镀的有机无机复合钙钛矿为式(1)或式(2)所表示的物质。AMX3………(1)B2MX4………(2)(式中，A、B为有机阳离子，M为二价金属离子，X为卤素)<9>如<8>所述的激光蒸镀方法，其中，A为CH3NH3+、B为R1NH3+(式中，R1是碳原子数为2以上的烷基、烯基、芳烷基或芳基)，M为Pb、Sn或Ge。<10>如<4>所述的激光蒸镀方法，其特征在于，按照所述蒸发速度为恒定值或规定范围内的值的方式调节所述占空比。<11>如<5>所述的激光蒸镀方法，其特征在于，按照所述蒸气压为恒定值或规定范围内的值的方式调节所述占空比。<12>如<6>所述的激光蒸镀装置，其特征在于，所述占空比调节单元按照所述蒸发速度为恒定值或规定范围内的值的方式来调节所述占空比。<13>如<7>所述的激光蒸镀装置，其中，所述占空比调节单元按照所述蒸气压为恒定值或规定范围内的值的方式来调节所述占空比。专利技术效果根据本专利技术的激光蒸镀方法、激光蒸镀装置，可以使蒸气压高的有机材料的气化降低，可以在维持合适的真空度(例如，等于或略高于10-3Pa)的状态下进行蒸镀。在以往的对小室(セル)进行加热器加热而进行蒸镀的方法中，因有机材料的气化使得真空腔内的真空度显著变差(达到约1Pa)，并且还存在该气化材料回绕而使得其它蒸镀用原料等被污染的问题，但根据本专利技术，不会发生气化或者气化被充分降低，因此，可以防止因气化材料的回绕引起的污染，可以控制蒸发通量的方向性及成膜速度。因此，在应用于有机无机复合钙钛矿等的成膜的情况下，可以形成良好的品质。在现有方法中，进行加热器加热，小室整体升温，由此使有机材料蒸发，因此，即使进行加热温度控制也难以稳定地调节、控制钙钛矿原料这样的蒸气压高的有机材料的蒸发速度而进行成膜，但根据本专利技术，进行调节了占空比的激光照射而将蒸发所需的能量直接提供给有机材料，因此，可以稳定地调节、控制有机材料的蒸发速度而进行成膜。附图说明图1是示意性地示出利用激光共蒸镀形成有机铅钙钛矿的膜的图。图2是表示在实施例1中将有机材料CH3NH3I侧的激光的占空比调节为26％进行共蒸镀时的无机材料PbI2与有机材料CH3NH3I的总的蒸发速度随时间推移的曲线图。图3是表示在实施例2中基于有机材料CH3NH3I的蒸发速度的观测结果以10％单位对有机材料CH3NH3I侧的激光的占空比进行调节时的该有机材料的蒸发速度随时间推移的曲线图。图4是表示在实施例3中基于有机材料CH3NH3I的蒸发速度的推算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光蒸镀方法，其是激光蒸镀至少一种有机材料的方法，其特征在于，对使该有机材料蒸发的激光的占空比进行调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 JP 2014-1754921.一种激光蒸镀方法，其是激光蒸镀至少一种有机材料的方法，其特征在于，对使该有机材料蒸发的激光的占空比进行调节。2.如权利要求1所述的激光蒸镀方法，其中，利用占空比调节后的激光使有机材料蒸发，并且利用激光使无机材料蒸发，共蒸镀有机无机复合物。3.如权利要求2所述的激光蒸镀方法，其中，使用有机阳离子的卤化物作为所述有机材料，使用MX2作为所述无机材料，共蒸镀有机无机复合钙钛矿，式中M为二价的金属离子，X为选自由F、Cl、Br、I组成的组中的至少一种卤素。4.如权利要求1～3中任一项所述的激光蒸镀方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫寺哲彦，杉田武，村上拓郎，近松真之，松原浩司，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP