[发明专利]钙钛矿薄膜节奏化沉积生产方法与设备

权利要求书

1.一种钙钛矿薄膜节奏化沉积的生产方法，其特征在于，包括如下过程：

将预先制备有含钙钛矿前驱体BX₂材料的前驱体BX₂薄膜的待沉积基片放入沉积反应腔室中蒸发沉积前驱体AX材料，沉积持续一定时间后暂停，使得沉积在前驱体BX₂薄膜表面的前驱体AX材料有足够的时间扩散进入前驱体BX₂薄膜内从而形成钙钛矿ABX₃晶体，暂停一段时间后再一次进行沉积，如此沉积与暂停过程多次交替节奏化反复，使得AX材料进入到BX₂薄膜的内部与BX₂材料充分反应，从而得到没有BX₂材料残留或有AX材料富余的ABX₃钙钛矿晶体，沉积持续时间和暂停时间预先设置，直至得到设定膜厚的钙钛矿ABX₃薄膜后结束节奏化沉积过程；

其中，前驱体BX₂材料为金属卤化物材料，前驱体AX材料为有机卤化物粉体材料，A为甲胺基CH₃NH₃⁺、乙胺基CH₃CH₂NH₃⁺、甲脒基CH(NH₂)₂⁺、乙脒基CH₃C(NH₂)₂⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺一价阳离子中任意一种，B为铅、锡、钨、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铑、钯、银、镉、铟、锑、锇、铱、铂、金、汞、铊、铋、钋二价金属阳离子中任意一种，X为碘、溴、氯、砹中任意一种一价阴离子。

2.如权利要求1所述的钙钛矿薄膜节奏化沉积生产方法，其特征在于，制备得到的钙钛矿ABX₃薄膜的膜厚为100nm~1000nm。

3.如权利要求1所述的钙钛矿薄膜节奏化沉积生产方法，其特征在于，沉积和暂停过程均在真空度为1Pa~50000Pa的真空环境中进行。

4.如权利要求1所述的钙钛矿薄膜节奏化沉积生产方法，其特征在于，所述前驱体AX材料的蒸发温度为80℃~300℃。

5.一种钙钛矿薄膜节奏化沉积生产设备，其特征在于，包括沉积反应舱，在所述沉积反应舱中设置两类功能区，包括一类沉积功能区和一类反应功能区，所述沉积功能区包含一个或多个沉积段，所述沉积段包含至少一个单位沉积工位，在每个单位沉积工位中设置有蒸发源，在蒸发源中放置被蒸发的前驱体AX材料粉体；所述反应功能区包含一个或多个反应段，所述反应段包含至少一个单位反应工位，在每个单位反应工位内未设置有蒸发源，所述沉积段与反应段相互间隔设置，所述沉积反应舱通过管路与真空泵连通，在所述沉积反应舱内还设置加热装置用于给已预先制备有含钙钛矿前驱体BX₂材料的前驱体BX₂薄膜的待沉积基片加热；

其中，前驱体BX₂材料为金属卤化物材料，前驱体AX材料粉体为有机卤化物粉体材料，A为甲胺基CH₃NH₃⁺、乙胺基CH₃CH₂NH₃⁺、甲脒基CH(NH₂)₂⁺、乙脒基CH₃C(NH₂)₂⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺一价阳离子中任意一种，B为铅、锡、钨、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铑、钯、银、镉、铟、锑、锇、铱、铂、金、汞、铊、铋、钋二价金属阳离子中任意一种，X为碘、溴、氯、砹中任意一种一价阴离子。