一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜及其制備方法與應(yīng)用，其中，所述制備方法包括步驟：將有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體晶體研磨至粉末，把研磨好的晶體粉末作為蒸鍍粉末原料放入鍍膜室的蒸發(fā)舟或坩堝中待蒸發(fā)；將基片放于鍍膜室的樣品架上待沉積有機(jī)金屬鹵化物薄膜；對(duì)鍍膜室抽氣，開啟蒸發(fā)源電源，在基片上形成有機(jī)金屬鹵化物薄膜。采用本發(fā)明方法既避免了氧氣和水氣對(duì)薄膜質(zhì)量的影響且制備薄膜的重復(fù)性穩(wěn)定性較高，又無(wú)需考慮同時(shí)控制有機(jī)和無(wú)機(jī)材料蒸發(fā)源的困難，制備的薄膜晶體結(jié)構(gòu)和薄膜成分同源性高且分布均勻。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉和節(jié)約原材料。本發(fā)明有機(jī)金屬鹵化物薄膜應(yīng)用于太陽(yáng)電池時(shí)，具有強(qiáng)的吸收能力，符合太陽(yáng)電池的要求。
【專利說(shuō)明】一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新型薄膜太陽(yáng)電池功能材料領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜 及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，基于CH3NH3PbY3 (Y=I、Br和C1)作為吸收層材料的鈣鈦礦太陽(yáng)電池得到 了廣泛的關(guān)注和高速發(fā)展，器件效率從2009年的3. 8%飛躍至2014年最高效率19. 3%，甚至 被預(yù)測(cè)未來(lái)轉(zhuǎn)換效率會(huì)很快超過(guò)晶體硅太陽(yáng)電池最高效率25%。但是，目前制備CH3NH3PbY 3(Y=I、Br和Cl)薄膜的方法主要是非真空溶液法，該法在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中面臨不少挑戰(zhàn)。 實(shí)驗(yàn)室制備的太陽(yáng)電池僅幾平方厘米大小，相比于硅板太陽(yáng)電池直徑能達(dá)數(shù)米還有很大的 差距，這主要是因?yàn)椴捎梅钦婵杖芤悍y以實(shí)現(xiàn)大面積鈣鈦礦連續(xù)膜生長(zhǎng)，且鈣鈦礦電池 對(duì)氧氣非常敏感，會(huì)與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而破壞晶體結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生水蒸氣和溶解鹽狀鈣鈦 礦，以致電池失效。為此，利于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基于真空蒸發(fā)沉積技術(shù)的制備方法獲得了廣 泛重視。其中一種是采用真空蒸氣輔助沉積法制備CH3NH3PbI3薄膜，該方法制備薄膜的質(zhì) 量較高，但是其反應(yīng)過(guò)程需要的時(shí)間較長(zhǎng)且反應(yīng)不充分，一般需要在1102介孔或者A1 203支 架材料以增加反應(yīng)面積，流程復(fù)雜且難以控制薄膜生長(zhǎng)過(guò)程；另一種是采用雙源熱蒸發(fā)沉 積法制備CH3NH3PbI3薄膜，該方法采用全真空制備技術(shù)，獲得薄膜結(jié)晶度較高，但是采用雙 源熱蒸發(fā)沉積技術(shù)需要同時(shí)精確控制有機(jī)和無(wú)機(jī)材料蒸發(fā)源且需要有效控制薄膜化合過(guò) 程是非常困難的，由于有機(jī)和無(wú)機(jī)材料本身物性差異甚遠(yuǎn)，難以同時(shí)匹配化合條件，成分容 易偏離化學(xué)計(jì)量比直接導(dǎo)致薄膜質(zhì)量和重復(fù)性降低。
[0003] 因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜及其 制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄膜制備工藝復(fù)雜、重復(fù)性低及薄膜質(zhì)量低 的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，包括步驟： A、 將有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體晶體研磨至粉末，所述有機(jī)金屬鹵化物中有機(jī)部分為 CH3NH3，金屬為Ge、Sn、Pb中的一種，鹵素為I、Cl、Br中的一種；把研磨好的晶體粉末作為 蒸鍍粉末原料放入鍍膜室的蒸發(fā)舟或坩堝中待蒸發(fā)； B、 將基片放于鍍膜室的樣品架上待沉積有機(jī)金屬鹵化物薄膜； C、 對(duì)鍍膜室抽氣，開啟蒸發(fā)源電源，并控制蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)，在基片上形成有機(jī)金屬鹵 化物薄膜。
[0006] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述有機(jī)金屬鹵化物 中有機(jī)部分為CH3NH3，金屬為Ge、Sn或Pb中的兩種或三種元素的摻雜金屬，鹵素為I、C1或 Br中的兩種或三種元素的摻雜鹵素。
[0007] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述有機(jī)金屬鹵化物 為 CH3NH3 (GeaSnbPbc) (IeClfBrg)3，控制 a+b+c=l 和 e+f+g=l。
[0008] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，所述基片包括剛性基 片和柔性基片。
[0009] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，所述剛性基片為玻璃 基片。
[0010] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟C中，鍍膜室壓強(qiáng)抽至 0. IPa以下。
[0011] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟C中，所述蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù) 包括：蒸鍍電流、功率、設(shè)計(jì)膜料加熱程序和周期。
[0012] 所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其中，所述步驟C之后還包括：對(duì)形成的有 機(jī)金屬鹵化物薄膜進(jìn)行原位30-800 °C熱處理。
[0013] 一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜，其中，應(yīng)用如上任一所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜制備方 法制備而成。
[0014] -種如上所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的應(yīng)用，其中，將所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜應(yīng) 用于太陽(yáng)電池中。
[0015] 有益效果：本發(fā)明采用真空單源蒸發(fā)沉積技術(shù)，通過(guò)控制蒸發(fā)沉積參數(shù)，直接蒸發(fā) 有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體粉末材料，實(shí)現(xiàn)同一真空環(huán)境下原位完成高質(zhì)量有機(jī)金屬鹵化物薄 膜制備。采用全真空制備工藝避免了氧氣和水氣對(duì)薄膜質(zhì)量的影響且制備薄膜的重復(fù)性穩(wěn) 定性較高；且無(wú)需考慮同時(shí)控制有機(jī)和無(wú)機(jī)材料蒸發(fā)源的困難，通過(guò)直接蒸發(fā)有機(jī)金屬鹵 化物前驅(qū)體粉末材料即可制備晶體結(jié)構(gòu)和薄膜成分同源性高且分布均勻的有機(jī)金屬鹵化 物薄膜。本發(fā)明制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉和節(jié)約原材料。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明一處有機(jī)金屬鹵化物薄膜制備方法實(shí)施例中的鍍膜室的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的單源熱蒸發(fā)沉積CH3NH3XY^膜的流程圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1自制的CH3NH3PbI3前驅(qū)體晶體的SEM圖。
[0019] 圖4為本發(fā)明自制的CH3NH3PbI3粉末、實(shí)施例1室溫下制備和實(shí)施例2熱處理后 的CH3NH3PbI3薄膜的XRD圖。
[0020] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1室溫下制備的CH3NH3PbI 3薄膜的SEM圖。
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例1室溫下制備和實(shí)施例2熱處理后的CH3NH3PbI 3薄膜的透射 光譜圖。
[0022] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例2熱處理后的CH3NH3PbI 3薄膜的SEM圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明提供一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜及其制備方法與應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、 技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的 具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024] 圖1為本發(fā)明一處有機(jī)金屬鹵化物薄膜制備方法實(shí)施例中的鍍膜室的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖所示，本發(fā)明單源熱蒸發(fā)沉積有機(jī)金屬鹵化物鍍膜室9包括：真空抽取口 1、加熱 器2、蒸發(fā)舟(或坩堝)3、有機(jī)金屬鹵化物蒸發(fā)原料4、探頭5、樣品架自轉(zhuǎn)器6、基片加熱器7 和基片架8。其中，將所述真空抽取口與真空抽取裝置（圖中未示出)進(jìn)行封閉連接，真空抽 取裝置對(duì)鍍膜室9進(jìn)行抽氣。
[0025] 圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的單源熱蒸發(fā)沉積CH3NH3XY3薄膜的流程圖。本發(fā)明的 一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法較佳實(shí)施例，如圖2所示，其包括步驟： 51、 將有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體晶體研磨至粉末，所述有機(jī)金屬鹵化物中有機(jī)部分為 CH3NH3I，金屬為Ge、Sn或Pb中的一種，鹵素為I、C1或Br中的一種；把研磨好的晶體粉末 作為蒸鍍粉末原料放入蒸發(fā)舟或坩堝中待蒸發(fā)； 52、 將基片放于樣品架上待沉積有機(jī)金屬鹵化物薄膜； 53、 對(duì)鍍膜室抽氣，開啟蒸發(fā)源電源，并控制蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)，在基片上形成有機(jī)金屬 鹵化物薄膜。
[0026] 本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，采用真空單源蒸發(fā)沉積技術(shù)，直接蒸發(fā)有機(jī)金屬 鹵化物前驅(qū)體晶體粉末，實(shí)現(xiàn)在真空環(huán)境下完成有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備。所述真空單 源蒸發(fā)沉積技術(shù)是一種將待鍍膜的基片置于高真空室內(nèi)，通過(guò)加熱使蒸發(fā)材料氣化而沉積 到基片表面上，從而形成一層薄膜的工藝技術(shù)。本發(fā)明制備方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的 氧氣和水氣對(duì)薄膜質(zhì)量的影響及制備薄膜重復(fù)性穩(wěn)定性低的問(wèn)題，且本發(fā)明制備方法無(wú)需 考慮同時(shí)控制有機(jī)和無(wú)機(jī)材料蒸發(fā)源的困難，通過(guò)直接蒸發(fā)有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體粉末原 料，即可制備出晶體結(jié)構(gòu)和薄膜成分同源性高且分布均勻的有機(jī)金屬鹵化物薄膜。
[0027] 本發(fā)明所述步驟S1中，所述有機(jī)金屬鹵化物中有機(jī)部分為CH3NH3I，金屬元素為 IVA族金屬元素鍺（Ge)、錫（Sn)或鉛（Pb)中的一種，鹵素元素為VIIA族鹵素元素碘（I)、氯 (C1)或者溴（Br )中的一種，換句話說(shuō)，所述有機(jī)金屬鹵化物用分子式可表示為CH3NH3XY3。進(jìn) 一步地，所述金屬也可以為IVA族金屬元素鍺（Ge )、錫（Sn)或鉛（Pb )中的兩種或三種元素 的摻雜金屬，鹵素也可以為VIIA族鹵素元素碘（I)、氯（C1)或者溴（Br)中的兩種或三種元 素的摻雜鹵素，則所述有機(jī)金屬鹵化物用分子式也可表示為CH3NH3 (GeaSnbPb。）（ IeClfBrg)3， 這是由于這類摻雜材料作為吸收層材料應(yīng)用于太陽(yáng)電池中時(shí)，具有帶隙可調(diào)，吸光系數(shù)高 及優(yōu)異的載流子產(chǎn)生和分離的能力。在所述有機(jī)金屬鹵化物為a^NH^G^SnbPhXLClfBrg)3時(shí)，控制蒸發(fā)原料成分配比，使得a+b+c=l和e+f+g=l。本發(fā)明通過(guò)改變蒸發(fā)原料成分 配比，就可通過(guò)單源熱蒸發(fā)沉積技術(shù)有效控制金屬含量摻雜或鹵素含量摻雜來(lái)制得所需的 CH3NH3 (GeaSnbPbc) (IeClfBrg)3薄膜。
[0028] 本發(fā)明所述步驟S1中，將有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體晶體研磨至粉末，把研磨好的晶 體粉末作為蒸鍍粉末原料放入蒸發(fā)舟中待蒸發(fā)，其中，所述蒸發(fā)舟包括鉬舟、鎢舟等各種材 料制備而成的蒸發(fā)舟。所述蒸鍍粉末原料也可放在坩堝中待蒸發(fā)，其中，所述坩堝包括石 英、石墨和金屬等各種材料制作而成的坩堝。所述蒸發(fā)舟和坩堝都為難熔材料，因而可避免 蒸發(fā)舟和坩堝容器材料的蒸發(fā)，以及避免容器材料與蒸鍍粉末原料之間的反應(yīng)，以提高有 機(jī)金屬鹵化物薄膜的純度。
[0029] 本發(fā)明所述步驟S2中，所述基片包括剛性基片和柔性基片。所述剛性基片可選玻 璃或不銹鋼等剛性材料，所述柔性基片可選柔性塑料或柔性金屬等柔性材料。由于玻璃材 料具有較好的耐高溫和抗腐蝕性能，所以本發(fā)明優(yōu)選玻璃材料作為沉積有機(jī)金屬鹵化物薄 膜的基片材料。在所述基片放于樣品架前，本發(fā)明還采用有機(jī)溶劑對(duì)基片進(jìn)行超聲波清洗， 并用干燥惰性氣體吹干，以確保有機(jī)金屬鹵化物薄膜均勻地分布于基片上。所述惰性氣體 可以為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0030] 本發(fā)明所述步驟S3中，具體包括：將鍍膜室抽至真空狀態(tài)，控制鍍膜室壓強(qiáng) 在0. IPa以下，然后開啟蒸發(fā)源電源，并精確控制蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)，就可在基片上形成 CH3NH3XY3薄膜。所述蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)包括：蒸鍍電流、功率、設(shè)計(jì)膜料加熱程序和周期，通 過(guò)精確控制上述參數(shù)，即可較容易的獲得所需膜層厚度和微結(jié)構(gòu)性能的有機(jī)金屬鹵化物 薄膜。具體地，在鍍膜室壓強(qiáng)達(dá)到〇. IPa以下時(shí)，開啟蒸發(fā)源電源，控制蒸鍍電流的范圍 在10-1000A，調(diào)節(jié)功率在100-10000W之間，對(duì)放有蒸鍍粉末原料的蒸發(fā)舟加熱，通過(guò)加熱 使蒸鍍粉末原料熔化，并在獲得足夠的能量時(shí)氣化，當(dāng)氣化至基片表面時(shí)，便沉積而形成薄 膜。所述蒸鍍粉末原料熔化至氣化的轉(zhuǎn)化過(guò)程是一個(gè)電流連續(xù)變化的過(guò)程，電流由小向大 連續(xù)變化，電流控制在10-1000A之間。開啟蒸發(fā)源電源時(shí)，可將功率調(diào)至500W，這時(shí)功率每 1分鐘升100W，蒸鍍大致15分鐘，蒸發(fā)功率在100-10000W間變化。其中，設(shè)計(jì)膜料加熱程 序包括階梯步進(jìn)加熱和時(shí)間，在真空室內(nèi)用設(shè)置的基片加熱器加熱基片，使用加熱器加熱 蒸鍍粉末原料，并控制加熱器對(duì)蒸鍍粉末原料的加熱溫度和時(shí)間，控制基片加熱器對(duì)基片 的加熱溫度和時(shí)間，使得獲得所需微結(jié)構(gòu)性能的有機(jī)金屬鹵化物薄膜。并通過(guò)設(shè)置膜料加 料周期，以控制薄膜的厚度。
[0031] 另外，本發(fā)明采用的全真空單源熱蒸發(fā)沉積方法，工藝成熟，操作簡(jiǎn)單且可控性 強(qiáng)，通過(guò)控制蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)，就可獲得所需膜層厚度和微結(jié)構(gòu)性能的有機(jī)金屬鹵化物薄 膜，此外本發(fā)明方法還解決了低熔點(diǎn)和高飽和蒸汽壓難以直接利用直流、射頻磁控濺射或 控制蒸鍍有機(jī)材料的困難。
[0032] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述步驟S4之后還包括對(duì)形成的有機(jī)金屬鹵化物薄膜進(jìn)行原 位熱處理，所述熱處理溫度在30-800°C間，該原位熱處理可通過(guò)真空進(jìn)行熱處理，亦可在惰 性氣氛(如Ar或N2氣氛下)進(jìn)行熱處理，且有機(jī)金屬鹵化物薄膜熱處理時(shí)間在1-600分鐘。 經(jīng)熱處理后，有機(jī)金屬鹵化物薄膜的結(jié)晶度可進(jìn)一步提高，薄膜表面顆粒生長(zhǎng)更明顯，且熱 處理后的有機(jī)金屬鹵化物薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的吸收能力，符合太陽(yáng)電池器件對(duì) 吸收層光吸收性能要求。
[0033] 本發(fā)明還提供一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜，本發(fā)明有機(jī)金屬鹵化物薄膜應(yīng)用如上所 述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法制備而成。本發(fā)明有機(jī)金屬鹵化物〇13冊(cè)^^3薄膜具有 單一的鈣鈦礦四方晶體結(jié)構(gòu)，無(wú)雜質(zhì)出現(xiàn)，薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和薄膜成分同源性高，且薄膜分 布均勻，薄膜質(zhì)量高。
[0034] 另外，本發(fā)明還提供一種如上所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的應(yīng)用，將所述有機(jī)金屬 鹵化物薄膜應(yīng)用于太陽(yáng)電池中。本發(fā)明有機(jī)金屬鹵化物薄膜作為吸收層用于制備太陽(yáng)電池 中時(shí)，有機(jī)金屬鹵化物薄膜吸收層表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸收能力，符合太陽(yáng)電池器件對(duì)吸收層光 吸收性能的要求。
[0035] 下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明： 實(shí)施例1 以BK7光學(xué)玻璃為基片材料，采用有機(jī)溶劑進(jìn)行超聲波清洗，干燥氮?dú)獯蹈桑胖糜跇?品架上。通過(guò)研磨有機(jī)金屬鹵化物〇13見(jiàn)^^13前驅(qū)體晶體形成蒸鍍粉末原料，稱取蒸鍍粉 末原料約500毫克放置于鎢蒸發(fā)舟上；鍍膜室真空抽至1. OXKT3 Pa ;開啟蒸發(fā)源電源，調(diào) 節(jié)蒸發(fā)功率至500W(每1分鐘升100W)，蒸鍍15分鐘，生成厚度約為200nm的013順#1313薄 膜。
[0036] 本實(shí)施例制備的CH3NH3PbI3薄膜結(jié)構(gòu)與性能如下： 1) 、如圖3的SEM圖顯示，013順#1313前驅(qū)體晶體呈現(xiàn)亮黑色且形狀規(guī)則； 2) 、如圖4的XRD圖顯示，室溫下制備的CH3NH3PbI3薄膜與CH 3NH3PbI^鍍粉末原料均 具有單一的鈣鈦礦四方晶體結(jié)構(gòu)，無(wú)雜質(zhì)相出現(xiàn)，證明前驅(qū)體晶體粉末與單源熱蒸發(fā)制備 的薄膜晶體結(jié)構(gòu)同源性高； 3) 、如圖5的SEM圖顯示，室溫下制備的013順#1313薄膜致密且分布均勻； 4) 、如圖6的透射光譜圖顯示，室溫下制備的013見(jiàn)^^13薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有較強(qiáng) 的吸收能力，吸收帶隙為1. 58 eV，符合太陽(yáng)電池器件對(duì)吸收層光吸收性能要求。
[0037] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的〇13冊(cè)^^13薄膜的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1相同： 對(duì)實(shí)施例1中室溫下制備的CH3NH3PbI3薄膜進(jìn)行原位100°C熱處理20分鐘。
[0038] 本實(shí)施例制備的CH3NH3PbI3薄膜結(jié)構(gòu)與性能如下： 1) 、如表1的EDS測(cè)量顯示，經(jīng)過(guò)原位熱處理制備的CH3NH3PbI3薄膜中Pb和I的成分 比例接近化學(xué)計(jì)量比，且與〇13見(jiàn)13?1313前驅(qū)體晶體和蒸鍍粉末原料成分接近，證明單源熱蒸 發(fā)制備的薄膜與前驅(qū)體晶體和蒸鍍粉末原料成分同源性高； 2) 、如圖4的XRD圖顯示，熱處理后的013見(jiàn)13?1313薄膜同樣具有單一的鈣鈦礦四方晶體 結(jié)構(gòu)，薄膜擇優(yōu)取向和結(jié)晶度得到進(jìn)一步提高； 3) 、如圖6的透射光譜圖顯示，熱處理后的CH3NH3PbI3薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)同樣具有較 強(qiáng)的吸收能力，吸收帶隙為1. 58 eV，符合太陽(yáng)電池器件對(duì)吸收層光吸收性能要求； 4) 、如圖7的SEM圖顯示，熱處理后的CH3NH3PbI3薄膜表面顆粒生長(zhǎng)更明顯，顆粒平均 尺寸約為300 nm，薄膜致密且分布均勻。
[0039] 表1 : CH3NH3PbI3前驅(qū)體晶體、蒸鍍粉末和熱處理后薄膜Pb和I成分分析

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，包括步驟： A、 將有機(jī)金屬鹵化物前驅(qū)體晶體研磨至粉末，所述有機(jī)金屬鹵化物中有機(jī)部分為 CH3NH3，金屬為Ge、Sn、Pb中的一種，鹵素為I、Cl、Br中的一種；把研磨好的晶體粉末作為 蒸鍍粉末原料放入鍍膜室的蒸發(fā)舟或坩堝中待蒸發(fā)； B、 將基片放于鍍膜室的樣品架上待沉積有機(jī)金屬鹵化物薄膜； C、 對(duì)鍍膜室抽氣，開啟蒸發(fā)源電源，并控制蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)，在基片上形成有機(jī)金屬鹵 化物薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟A中， 所述有機(jī)金屬鹵化物中有機(jī)部分為CH3NH3，金屬為Ge、Sn或Pb中的兩種或三種元素的摻雜 金屬，鹵素為I、C1或Br中的兩種或三種元素的摻雜鹵素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟A中， 所述有機(jī)金屬鹵化物為 CH3NH3 (GeaSnbPb。）（IeClfBr g)3，控制 a+b+c=l 和 e+f+g=l。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟B中， 所述基片包括剛性基片和柔性基片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟B中， 所述剛性基片為玻璃基片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟C中， 鍍膜室壓強(qiáng)抽至0. IPa以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟C中， 所述蒸發(fā)源蒸發(fā)參數(shù)包括：蒸鍍電流、功率、設(shè)計(jì)膜料加熱程序和周期。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟C之后 還包括：對(duì)形成的有機(jī)金屬鹵化物薄膜進(jìn)行原位30-800 °C熱處理。
9. 一種有機(jī)金屬鹵化物薄膜，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1-8任一所述有機(jī)金屬鹵 化物薄膜制備方法制備而成。
10. -種如權(quán)利要求9所述有機(jī)金屬鹵化物薄膜的應(yīng)用，其特征在于，將所述有機(jī)金屬 鹵化物薄膜應(yīng)用于太陽(yáng)電池中。
【文檔編號(hào)】H01L51/46GK104505462SQ201410792423
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】范平, 羅景庭, 梁廣興, 鄭壯豪 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)