一种有机铵金属卤化物薄膜的制备装置及制备和表征方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种有机铵金属卤化物薄膜的制备装置及制备和表征方法，属于钙钛矿材料领域，通过利用光照辅助化学气相沉积方法在带有金属卤化物的基底上结合异相反应扩散动力学和平衡反应热力学双重控制，成功制备出了由纵向贯穿的大晶粒构成的高质量的ABX3型钙钛矿薄膜，并进一步通过原子力显微镜、扫描电子显微镜和模拟太阳光下的电流‑电压(J‑V)曲线等表征手段进行了表征分析。相对于现有技术，本发明专利技术公开的制备装置及制备方法具有反应迅速、操作简单、控制精确、可重复性高、可大面积制备、薄膜质量高等显著优点。

【技术实现步骤摘要】
一种有机铵金属卤化物薄膜的制备装置及制备和表征方法
本专利技术属于钙钛矿材料领域，具体而言，涉及一种有机铵金属卤化物薄膜的制备装置及制备和表征方法。
技术介绍
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。发展清洁的光伏技术已经成为一种解决能源危机和环境问题的重要途径。然而，由于高成本与复杂的制备过程，主流的光伏技术，例如晶体硅，CuInGaSe2(CIGS)以及CdTe太阳能电池仍旧面临巨大的挑战。近年来，有机无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)的高光电转换效率(PCE)、低成本与简易的制备技术使得其饱受关注。PSCs最经典的光吸收层应是传统的AMX3钙钛矿层，其晶体结构是顶角共享的MX6八面体，其中A位是CH3NH3(MA)、CHN2H4(FA)或者Cs，M位是Pb或者Sn，X位代表卤素离子I、Br以及Cl。AMX3钙钛矿有几个优点，如高光吸收系数，直接带隙可调节以及长载流子扩散距离，由于上述优点，截至目前，PSCs的PCE已经超过了23％，这展现了很好的应用前景。迄今为止有很多制备钙钛矿器件的手段，例如溶液法、热蒸镀法、真空闪蒸法、原子层沉积法、刮刀涂布法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：采用光辅助化学气相沉积法制备所述有机铵金属卤化物薄膜，步骤包括：步骤一，在预清洁过的基底上通过真空蒸镀或极性非质子溶剂添加剂方法制备结晶度低的金属卤化物薄膜；步骤二，将带有金属卤化物薄膜样品的基底与有机铵卤化物粉末一同置于装置腔体中，并将所述装置腔体抽真空至100～1000Pa；步骤三，分两步进行，首先进行第一步，在金属卤化物薄膜衬底不加热的情况下，将有机铵卤化物粉末在光照强度为2～4mW/cm2的光照条件下加热至升华，然后进行第二步，将所述金属卤化物薄膜和所述有机铵卤化物粉末共同加热至100～160℃进行反应；步骤四，反应结束后停止对所述装...

【技术特征摘要】
1.一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：采用光辅助化学气相沉积法制备所述有机铵金属卤化物薄膜，步骤包括：步骤一，在预清洁过的基底上通过真空蒸镀或极性非质子溶剂添加剂方法制备结晶度低的金属卤化物薄膜；步骤二，将带有金属卤化物薄膜样品的基底与有机铵卤化物粉末一同置于装置腔体中，并将所述装置腔体抽真空至100～1000Pa；步骤三，分两步进行，首先进行第一步，在金属卤化物薄膜衬底不加热的情况下，将有机铵卤化物粉末在光照强度为2～4mW/cm2的光照条件下加热至升华，然后进行第二步，将所述金属卤化物薄膜和所述有机铵卤化物粉末共同加热至100～160℃进行反应；步骤四，反应结束后停止对所述装置腔体加热，取出制备成功的有机铵金属卤化物薄膜。2.根据权利要求1所述的一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：所述金属卤化物为氯化铅、溴化铅、碘化铅、氯化硒、溴化硒和碘化硒中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机铵卤化物为氯甲铵、氯乙铵、氯甲脒盐、氯二甲铵、溴甲铵、溴乙铵、溴甲脒盐、溴二甲铵、碘甲铵、碘乙铵、碘甲脒盐和碘二甲铵中的一种或几种的组合。4.根据权利要求1所述的一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤三中，根据基底不同，反应时间为5～40分钟或20～50分钟。5.根据权利要求1所述的一种有机铵金属卤化物薄膜的制备方法，其特征在于：在所述步骤三中的第二步，根据基底不同，反应条件为有光照或无光照。6.根据权利要求1所述的一种有机铵金属卤化物薄膜的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹焕奇，印寿根，李今朝，赵祖彬，杨利营，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12