[發(fā)明專利]一種激光濺射法制備CsPbBr3薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710933312.1
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107805779B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐慶宇;張昊;馬眉揚(yáng);王宏;董帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/06
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/06;C23C14/34;C23C14/58
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明闡述了一種激光濺射法制備CsPbBr₃薄膜的方法。具體步驟為：先通過(guò)DMF、DMSO、環(huán)己醇、PbBr₂、CsBr材料以溶液加熱方法制備出足量的CsPbBr₃單晶并壓成靶材，再采用脈沖激光沉積薄膜制備技術(shù)：調(diào)整激光能量和基底溫度，通過(guò)激光脈沖數(shù)控制薄膜厚度，真空沉積制備CsPbBr₃薄膜。本發(fā)明利用脈沖激光沉積技術(shù)制備CsPbBr₃薄膜，可實(shí)現(xiàn)均勻大面積薄膜的便捷制備，易于有效控制薄膜厚度并且節(jié)約材料，有利于該材料在太陽(yáng)能電池的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是CsPbBr₃薄膜的一種制備方法，尤其是一種使用脈沖激光沉積方法制備無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbBr₃薄膜的方法，屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無(wú)機(jī)鈣鈦礦晶型(ABX₃)吸光材料，在ABX₃結(jié)構(gòu)中,A為金屬銫離子(Cs⁺)， B為金屬鉛離子(Pb²⁺)，X為鹵族溴離子(Br^-)。這種材料廣泛的運(yùn)用于太陽(yáng)能電池和熒光材料。目前一般的CsPbBr₃薄膜制備方法主要為溶液旋涂法與化學(xué)氣相沉積法等，但這些制備方法無(wú)法便捷精確的控制膜厚，制備過(guò)程大量浪費(fèi)原材料，并且大多都不適合大面積薄膜的制備以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種激光濺射法制備無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbBr₃薄膜的方法。本發(fā)明利用脈沖激光沉積技術(shù)制備CsPbBr₃薄膜，可實(shí)現(xiàn)均勻大面積薄膜的便捷制備，易于有效控制薄膜厚度并且節(jié)約材料，有利于無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種激光濺射法制備無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbBr₃薄膜的方法包括以下步驟：

1.)制備CsPbBr₃靶材：采用溶液加熱法定量混合DMF、DMSO、環(huán)己醇、 PbBr₂、CsBr制備出足量的CsPbBr₃單晶粉末，用壓片機(jī)壓制后制成CsPbBr₃靶材；

2.)將干凈的襯底與制備好的CsPbBr₃靶材共同放入脈沖激光沉積腔體中，抽真空，加熱襯底至100℃-250℃，同時(shí)調(diào)節(jié)入射腔體激光的能量，隨后設(shè)定激光脈沖數(shù)開(kāi)始沉積；

3.)沉積結(jié)束后，襯底在腔體內(nèi)保持加熱溫度真空退火后取出，得到CsPbBr₃薄膜。

其中：

所述溶液加熱法定量混合DMF、DMSO、環(huán)己醇、PbBr₂、CsBr制備出足量的CsPbBr₃單晶粉末，其中DMSO、CsBr、PbBr₂、環(huán)己醇、DMF的加入量為： DMSO:CsBr:PbBr₂:環(huán)己醇:DMF＝(20-35):(0.5-1.5):(1-3):(5-8):(12-20)。

所述調(diào)節(jié)入射腔體激光的能量，是指將入射腔體激光的能量調(diào)節(jié)至 50mJ-400mJ，CsPbBr₃薄膜的厚度通過(guò)激光能量和脈沖數(shù)進(jìn)行精確控制。

所述的抽真空，是指抽真空至壓強(qiáng)為1×10^-2Pa以下。

所述的襯底加熱，是指襯底加熱到溫度范圍為100℃-250℃。

所述的真空退火時(shí)間為5-30分鐘。

有益效果：

(1)用溶液法制備CsPbBr₃單晶粉末并壓成靶材，易于制備，且純度高。