[發(fā)明專利]一種沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備及使用方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810046196.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN110047774B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州纖納光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/67
• 分類號(hào): H01L21/67;H01L51/00;H01L51/42
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(shè)備，包括一密封腔室，其特征在于，在所述密封腔室內(nèi)至少設(shè)置有一組半封閉反應(yīng)器裝置，所述半封閉反應(yīng)器裝置包括下加熱升華裝置和上加熱臺(tái)，在所述下加熱升華裝置的頂部設(shè)置有開口朝上的器皿，在所述器皿內(nèi)盛載有反應(yīng)物前體，在所述器皿的正上方設(shè)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(cè)面設(shè)置有基片架支撐平臺(tái)，所述基片架設(shè)置在基片架支撐平臺(tái)上，在所述基片架的下底面設(shè)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(yīng)物前體，所述上加熱臺(tái)設(shè)置在基片架上以加熱基片，所述反應(yīng)物前體被蒸發(fā)沉積到基片表面；控制密封腔室內(nèi)的氣壓，控制上加熱臺(tái)和下加熱升華裝置的加熱溫度。

2.如權(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)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(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備，其特征在于，所述基片架可帶動(dòng)基片在水平或垂直方向來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

4.如權(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備，其特征在于，在所述器皿內(nèi)的反應(yīng)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(yīng)物前體的頂面高度距離為5~40mm。

5.如權(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備，其特征在于，所述密封腔室內(nèi)的反應(yīng)氣壓范圍為10^-5Pa~10⁵Pa，所述上加熱臺(tái)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(yīng)時(shí)間為10~120min。

6.如權(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備，其特征在于，所述的密封腔室為小型腔體或大型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，密封腔室內(nèi)的氣壓由真空泵和真空閥控制。

7.一種如權(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)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(yīng)物前體材料，將基片的待沉積面朝下設(shè)置在基片架的內(nèi)底面上，將基片架放置在基片架支撐平臺(tái)上，然后將設(shè)置好的半封閉反應(yīng)器裝置放入密封腔室內(nèi)；

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

第三步驟、持續(xù)反應(yīng)10~120min時(shí)間后，將上加熱臺(tái)和下加熱升華裝置斷電停止加熱，并恢復(fù)密封腔室內(nèi)為大氣壓，取出沉積好反應(yīng)物前體的基片。

8.如權(quán)利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備的使用方法，其特征在于，在第一步驟中，在所述器皿內(nèi)的反應(yīng)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(yīng)物前體的頂面高度距離為5~40mm。

9.如權(quán)利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)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(dòng)基片在水平或垂直方向來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

10.如權(quán)利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)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(xù)生產(chǎn)設(shè)備，密封腔室內(nèi)的氣壓由真空泵和真空閥控制。

11.如權(quán)利要求7所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備的使用方法，其特征在于，在第二步驟中，所述密封腔室內(nèi)的反應(yīng)氣壓范圍為10^-5Pa~10⁵Pa，所述上加熱臺(tái)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(quán)利要求1所述的沉浸式制備鈣鈦礦薄膜的設(shè)備。