[發明專利]一種沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備及使用方法和應用

有效

• 申請號: 201810046196.6
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN110047774B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杭州纖納光電科技有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L51/00;H01L51/42
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 楊文華

1.一種沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，包括一密封腔室，其特征在于，在所述密封腔室內至少設置有一組半封閉反應器裝置，所述半封閉反應器裝置包括下加熱升華裝置和上加熱臺，在所述下加熱升華裝置的頂部設置有開口朝上的器皿，在所述器皿內盛載有反應物前體，在所述器皿的正上方設置有基片架，所述基片架遮罩在器皿的開口上，在所述器皿的側面設置有基片架支撐平臺，所述基片架設置在基片架支撐平臺上，在所述基片架的下底面設置有待沉積的基片，所述基片位于器皿的正上方，其上的待沉積面正朝向器皿中的反應物前體，所述上加熱臺設置在基片架上以加熱基片，所述反應物前體被蒸發沉積到基片表面；控制密封腔室內的氣壓，控制上加熱臺和下加熱升華裝置的加熱溫度。

2.如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，其特征在于，所述器皿的開口面積大于基片的面積。

3.如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，其特征在于，所述基片架可帶動基片在水平或垂直方向來回往復運動。

4.如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，其特征在于，在所述器皿內的反應物前體厚度為2~10mm，其厚度差不超過0.1~1.0mm；所述基片的待沉積面與反應物前體的頂面高度距離為5~40mm。

5.如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，其特征在于，所述密封腔室內的反應氣壓范圍為10^-5Pa~10⁵Pa，所述上加熱臺的加熱溫度范圍為20~400℃，所述下加熱升華裝置的加熱溫度范圍為20~400℃，反應時間為10~120min。

6.如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備，其特征在于，所述的密封腔室為小型腔體或大型連續生產設備，密封腔室內的氣壓由真空泵和真空閥控制。

7.一種如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步驟、向器皿中倒入反應物前體材料，將基片的待沉積面朝下設置在基片架的內底面上，將基片架放置在基片架支撐平臺上，然后將設置好的半封閉反應器裝置放入密封腔室內；

第二步驟、抽取密封腔室內的氣體，控制密封腔室內的氣壓；給上加熱臺和下加熱升華裝置分別通電，控制上加熱臺和下加熱升華裝置的加熱溫度，反應物前體被蒸發并沉積到基片表面上；

第三步驟、持續反應10~120min時間后，將上加熱臺和下加熱升華裝置斷電停止加熱，并恢復密封腔室內為大氣壓，取出沉積好反應物前體的基片。

8.如權利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備的使用方法，其特征在于，在第一步驟中，在所述器皿內的反應物前體厚度為2~10mm，其厚度差不超過0.1~1.0mm，所述基片的待沉積面與反應物前體的頂面高度距離為5~40mm。

9.如權利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備的使用方法，其特征在于，在第二步驟中，所述基片架可帶動基片在水平或垂直方向來回往復運動。

10.如權利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備的使用方法，其特征在于，在第二步驟中，所述的密封腔室為小型腔體或大型連續生產設備，密封腔室內的氣壓由真空泵和真空閥控制。

11.如權利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備的使用方法，其特征在于，在第二步驟中，所述密封腔室內的反應氣壓范圍為10^-5Pa~10⁵Pa，所述上加熱臺的加熱溫度范圍為20~400℃，所述下加熱升華裝置的加熱溫度范圍為20~400℃。

12.一種鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池包括鈣鈦礦層，在所述鈣鈦礦層的制備過程中使用如權利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設備。