【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钙钛矿电池应用靶材领域，更具体地说，它涉及一种氧化锡基蒸镀靶材、制备方法及其应用。
技术介绍
1、钙钛矿电池采用有机金属卤化物半导体ch3nh3pbx3(x＝cl，br，i等卤素基团，其禁带宽度为1.5ev，因与太阳光谱匹配而具有良好的光吸收功能)而作为光吸收材料，其理论效率显著高于晶硅电池，且具有弱光响应好、可透光的优势，可被用作新的光伏电池产品。
2、随着钙钛矿电池技术的发展，研究发现氧化锡与钙钛矿层能带更加匹配，且具有高透光率与高迁移率的优异性能。其良好的化学稳定性、抗紫外光特性、较低的光催化活性，目前被广泛应用于钙钛矿电池的电子传输层材料，也可使用氧化锡层作为倒置钙钛矿电池结构的过渡层(或修饰层)，置于电子传输层与tco电极之间，减少磁控溅射沉积tco薄膜时磁场轰击对基体的损伤。
3、现有的公开号为cn116997189a、cn116648075a、cn117015279a、cn117051381a等中国专利申请文件均公开了一种制备钙钛矿电池电子传输层的方法，然而多数使用溶液法制备，其成本低、工艺简单、易于调控，但不适合大规模制备。随着钙钛矿电池量产化进程的推进，干法制备工艺(磁控溅射、蒸发镀膜等)因其均匀性好、可大规模生产等优势，逐渐受到人们的重视。
4、磁控溅射的基本原理是在电场和磁场作用下，使工艺气体ar电离成ar+等离子体，被加速的高能粒子(ar+)获得高能量并轰击靶材，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，溅射粒子沉积到衬底表面与氧原子发生反应而生成氧化物，所以磁控溅射的
5、因此，亟需开发一种新的蒸镀靶材，用于钙钛矿电池的电子传输层以及过渡层薄膜的制备，保证传输效率、转换效率的同时降低对基体表面的损伤。
技术实现思路
1、为了开发一种新的蒸镀靶材，用于钙钛矿电池的电子传输层以及过渡层薄膜的制备，保证传输效率、转换效率的同时降低对基体表面的损伤，本申请提供一种氧化锡基蒸镀靶材、制备方法及其应用。
2、第一方面，本申请提供一种氧化锡基蒸镀靶材，采用如下的技术方案：
3、一种氧化锡基蒸镀靶材，包含如下重量百分比的原料组成：氧化锡97-99.99％、氧化物0.01-3％。
4、通过采用上述技术方案，氧化锡和氧化物相配合，氧化物的添加，有助于调控薄膜的禁带宽度，使得能级更加匹配，提高电子传输效率，从而使制得的氧化锡薄膜具有较高的透光率和较低的电阻率，保证薄膜的导电效果；而氧化锡蒸镀靶材的制备，相对于磁控溅射对基材表面损伤较小，基本无损伤，所以氧化锡基蒸镀靶材能够用于钙钛矿电池的电子传输层以及过渡层薄膜的制备。
5、优选的，所述氧化物为氧化钒、氧化铌、氧化钼、氧化钽、氧化钨中的一种或多种。
6、通过采用上述技术方案，氧化钒、氧化铌、氧化钼、氧化钽、氧化钨均属于金属氧化物，其中金属钒、铌、钼、钽、钨均具有导电性，并且还能够控制禁带宽度，保证带隙宽度中自由电子和空穴的存在与运动，较小的禁带宽度便于导电，能够提高氧化锡薄膜的导电性。
7、第二方面，本申请提供一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，采用如下的技术方案：一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，包括如下步骤：
8、s1、粉体制备：将氧化锡和氧化物置于醇溶液中，水解后高温煅烧，得到氧化锡粉末；
9、s2、研磨造粒：氧化锡粉末研磨7-9h，然后添加粘结剂和增塑剂，然后经喷雾干燥后得到混合粉体；粘结剂的质量为氧化锡粉末总质量的0.4-2.5％，增塑剂的质量为氧化锡粉末总质量的0.1％-2％；
10、s3、素胚成型：将混合粉体置于模具中，经成型处理，得到素胚；
11、s4、脱脂与预烧结：将素胚脱脂处理，然后升温烧结，降至室温，得到预烧靶材；
12、s5、破碎与研磨：将预烧靶材进行破碎，然后经研磨，添加粘结剂和增塑剂搅拌过滤，经喷雾干燥，制得复合粉体；
13、s6、成型：将复合粉体置于模具中成型处理，得到半成品；
14、s7、热压烧结：将半成品进行脱脂、高压烧结、降至室温，得到成品靶材。
15、通过采用上述技术方案，首先将氧化锡和氧化物混合后，经醇处理，的高纯度99.99％的粉体，然后进行第一次研磨处理，研磨成细粉后，添加粘结剂和增塑剂，通过限定粘结剂和增塑剂的添加量，形成氧化锡粉体包覆粘结剂和增塑剂液体的结构，即液滴为内部，粉体为外包覆结构，将粉体粘结在一起，而后进行喷雾干燥后，仍保证了混合粉体相互之间的粘结效果，并且通过压力成型，得到成型后的素胚；在脱脂和高温烧结的过程中，去除粘结剂和增塑剂，使原本粘结剂和增塑剂的位置空余，增加素胚中的空间孔隙度，还能够降低粉体的烧结活性；然后随着破碎处理，第二次研磨、第二次成型和第二次脱脂和高温烧结，进一步控制粉体烧结活性的同时，调节粉体内部空间结构孔隙率，尽量避免致密化较快、结构致密而无法作为蒸镀靶材的使用，致密度高，难以蒸发，镀膜效果差，而密度较低，靶材掉粉严重，容易影响正常使用。
16、制得的氧化锡基蒸镀靶材能够用于制备钙钛矿电池的电子传输层以及过渡层薄膜，使制得的薄膜均匀度较高，具有较小的禁带宽度，保证导电性的同时保证透光率。
17、优选的，所述粘结剂为质量分数1-2％的聚乙烯醇水溶液，增塑剂为质量分数1-10％的聚乙二醇水溶液。
18、通过采用上述技术方案，聚乙烯醇水溶液和聚乙二醇水溶液均具有较高的粘结效果，能够粘结粉体颗粒，促进氧化锡基蒸镀靶材的制备成型，在热分解过程中，聚乙二醇和聚乙烯醇先后热解产气，先产气的物质提供气流通道，随之后产气的物质借用原本产生的气流通道位置实现孔隙连通，促进气体流通的同时，使素胚中含有一定的孔隙通道，从而均匀控制素胚中粉体的烧结活性，而且能够提供较多且部分孔隙连通的空间结构孔隙，在蒸镀制备薄膜的过程中，使得薄膜均匀度较高，具有较小的禁带宽度，保证导电性的同时保证透光率。
19、优选的，所述粘结剂由质量比为1:0.05-0.1的聚乙烯醇水溶液和醋酸锌组成；增塑剂由质量比为1:0.05-0.12的聚乙二醇水溶液和硅酸钼组成。
20、通过采用上述技术方案，聚乙烯醇水溶液、醋酸锌相配合，在脱脂和烧结过程中，醋酸锌在热量作用下变得活跃，分子内键不稳定，分子裂解得到氧化锌和乙酸，乙酸能够被汽化，而氧化锌作为金属氧化物在蒸镀靶材中，能够缩小禁带宽度的同时，提高氧化锡薄膜的导电效果；乙酸被汽化产生的气流通道能够进一步提高内部结构疏散度，并且提高氧化锡薄膜的电子传输效率。
21、聚乙二醇水溶液、硅酸钼相配合，硅酸钼溶于水能够分散在聚乙二醇水溶液中，在脱脂和烧结过程中，硅酸钼受热分解产生气体和氧化钼，氧化钼本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氧化锡基蒸镀靶材，其特征在于，包含如下重量百分比的原料组成：氧化锡97-99.99%、氧化物0.01-3%。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锡基蒸镀靶材，其特征在于：所述氧化物为氧化钒、氧化铌、氧化钼、氧化钽、氧化钨中的一种或多种。
3.权利要求1-2任一项所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为质量分数1-2%的聚乙烯醇水溶液，增塑剂为质量分数1-10%的聚乙二醇水溶液。
5.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由质量比为1:0.05-0.1的聚乙烯醇水溶液和醋酸锌组成；增塑剂由质量比为1:0.05-0.12的聚乙二醇水溶液和硅酸钼组成。
6.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述研磨采用锆珠研磨，先用直径0.6mm的锆珠在转速为550-650rpm，时间7-9h的条件下研磨，然后采用直径0.3mm的锆珠研磨，转速为750-850rpm，
7.根据权利要求6所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述锆珠是由氧化锆颗粒粘结聚醚醚酮液后粘结硅酸锆和氧化锌晶须制得。
8.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述脱脂的温度为600-650℃，时间为2-3h，升温速率为1-3℃/min。
9.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述高压烧结的烧结温度为900-1200℃，烧结时间为6-8h，压力为5-10MPa，升温速率为0.5-2℃/min，条件真空。
10.权利要求1-2中任一项所述的蒸镀靶材或权利要求3-9所述的蒸镀靶材制备方法制备的蒸镀靶材在氧化锡薄膜的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化锡基蒸镀靶材，其特征在于，包含如下重量百分比的原料组成：氧化锡97-99.99%、氧化物0.01-3%。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锡基蒸镀靶材，其特征在于：所述氧化物为氧化钒、氧化铌、氧化钼、氧化钽、氧化钨中的一种或多种。
3.权利要求1-2任一项所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为质量分数1-2%的聚乙烯醇水溶液，增塑剂为质量分数1-10%的聚乙二醇水溶液。
5.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由质量比为1:0.05-0.1的聚乙烯醇水溶液和醋酸锌组成；增塑剂由质量比为1:0.05-0.12的聚乙二醇水溶液和硅酸钼组成。
6.根据权利要求3所述的一种氧化锡基蒸镀靶材的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈露，葛春桥，李强，钟威平，梁齐莹，高钰航，罗泽宇，
申请(专利权)人：中山智隆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。