[发明专利]一种激光溅射法制备CsPbBr3薄膜的方法

说明书

本发明阐述了一种激光溅射法制备CsPbBr₃薄膜的方法。具体步骤为：先通过DMF、DMSO、环己醇、PbBr₂、CsBr材料以溶液加热方法制备出足量的CsPbBr₃单晶并压成靶材，再采用脉冲激光沉积薄膜制备技术：调整激光能量和基底温度，通过激光脉冲数控制薄膜厚度，真空沉积制备CsPbBr₃薄膜。本发明利用脉冲激光沉积技术制备CsPbBr₃薄膜，可实现均匀大面积薄膜的便捷制备，易于有效控制薄膜厚度并且节约材料，有利于该材料在太阳能电池的工业化生产与应用。

技术领域

本发明是CsPbBr₃薄膜的一种制备方法，尤其是一种使用脉冲激光沉积方法制备无机钙钛矿CsPbBr₃薄膜的方法，属于薄膜制备技术领域。

背景技术

无机钙钛矿晶型(ABX₃)吸光材料，在ABX₃结构中,A为金属铯离子(Cs⁺)， B为金属铅离子(Pb²⁺)，X为卤族溴离子(Br^-)。这种材料广泛的运用于太阳能电池和荧光材料。目前一般的CsPbBr₃薄膜制备方法主要为溶液旋涂法与化学气相沉积法等，但这些制备方法无法便捷精确的控制膜厚，制备过程大量浪费原材料，并且大多都不适合大面积薄膜的制备以应用于工业生产和实际应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种激光溅射法制备无机钙钛矿CsPbBr₃薄膜的方法。本发明利用脉冲激光沉积技术制备CsPbBr₃薄膜，可实现均匀大面积薄膜的便捷制备，易于有效控制薄膜厚度并且节约材料，有利于无机钙钛矿太阳能电池的工业化生产与应用。

技术方案：本发明的一种激光溅射法制备无机钙钛矿CsPbBr₃薄膜的方法包括以下步骤：

1.)制备CsPbBr₃靶材：采用溶液加热法定量混合DMF、DMSO、环己醇、 PbBr₂、CsBr制备出足量的CsPbBr₃单晶粉末，用压片机压制后制成CsPbBr₃靶材；

2.)将干净的衬底与制备好的CsPbBr₃靶材共同放入脉冲激光沉积腔体中，抽真空，加热衬底至100℃-250℃，同时调节入射腔体激光的能量，随后设定激光脉冲数开始沉积；

3.)沉积结束后，衬底在腔体内保持加热温度真空退火后取出，得到CsPbBr₃薄膜。

其中：

所述溶液加热法定量混合DMF、DMSO、环己醇、PbBr₂、CsBr制备出足量的CsPbBr₃单晶粉末，其中DMSO、CsBr、PbBr₂、环己醇、DMF的加入量为： DMSO:CsBr:PbBr₂:环己醇:DMF＝(20-35):(0.5-1.5):(1-3):(5-8):(12-20)。

所述调节入射腔体激光的能量，是指将入射腔体激光的能量调节至 50mJ-400mJ，CsPbBr₃薄膜的厚度通过激光能量和脉冲数进行精确控制。

所述的抽真空，是指抽真空至压强为1×10^-2Pa以下。

所述的衬底加热，是指衬底加热到温度范围为100℃-250℃。

所述的真空退火时间为5-30分钟。

有益效果：

(1)用溶液法制备CsPbBr₃单晶粉末并压成靶材，易于制备，且纯度高。