【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及本专利技术涉及太阳能电池制备，尤其涉及一种定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向的方法及其设备。
技术介绍
1、随着钙钛矿学术界效率的不断突破，钙钛矿产业界的推进也在不断加速。钙钛矿惊人的进展得益于钙钛矿薄膜制备工艺的不断精进。主要包括如下方面：大面积狭缝涂膜设备的不断迭代进步，致密无空洞钙钛矿膜的制备，小分子钙钛矿钝化层的应用以及针对性的封装技术的开发。
2、尽管钙钛矿发展的速度极为迅猛，但是对钙钛矿吸光层更深程度的理解还不透彻，尤其是晶体结构和晶面取向的研究仍有欠缺。在钙钛矿工业化的推进中，大面积制备是亟需解决的问题，如何制备大面积无空洞的钙钛矿薄膜，已经在众多狭缝涂布设备厂家的共同攻坚下，有了一定的进展。随着研究的不断深入，我们发现在平米级的大面积钙钛矿薄膜上，钙钛矿的晶面取向难以维持一致性，很难做到均匀结晶。涂布首尾侧的延迟时间、结晶的顺序和方向性的不确定、以及退火的气氛熏蒸等，均会对大面积制备取向优良的钙钛矿薄膜带来阻碍。如何在大面积制备的钙钛矿薄膜上，保持晶面取向的一致性，是全新的挑战。。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供专利技术提出一种方法，可以定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向，针对性优化晶面取向朝着更高的载流子迁移率方向优化，和朝着更低的缺陷态密度方向优化。本专利技术的工艺和方法，可以提升钙钛矿产业化的光电转化效率，具有非常可观的应用前景。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向的方法，包括以下步骤：p>
3、称量钙钛矿前驱体粉末，钙钛矿前驱体包括结构式为abx3的钙钛矿材料；在钙钛矿前驱体粉末中加入2-me、nmp、dmpu、dmso混合溶剂配置成浓度为1.0m的钙钛矿前驱体混合溶液；将钙钛矿前驱体混合溶液通过刮涂设备或者狭缝设备，在tco衬底上制备均匀的钙钛矿溶液湿膜得到湿膜衬底；将湿膜衬底放置在真空干燥设备中，通过快速抽真空使溶剂快速挥发，同时通入工艺蒸汽体，让钙钛矿结晶成膜。
4、其有益效果是：钙钛矿的结构通式为abx3，符合该结构通式的常规带隙的钙钛矿溶质配比，皆适用于本专利技术。溶剂配方方面，该溶剂配比中2-me极易挥发，起到配合通气调节结晶的作用，nmp及dmso可以有效的和钙钛矿的溶质形成配体，可以在vcd中自发结晶形核成黑相钙钛矿，再辅助以本专利技术所述的装置及工艺，可以有效定向定向调节结晶取向。
5、在一些实施方式中，所述结构式为abx3的钙钛矿材料中，a为阳离子rb+,cs+,fa+,ma+中的一种或多种，b为阳离子pb2+,sn2+中的一种或多种，x为阴离子c l-,br-，i-中的一种或多种。
6、在一些实施方式中，a包含ma+、cs+和fa+；b为pb2+；所述钙钛矿材料的结构式为maacsbfacpb(idbre)3；其中，a，b，c的取值范围区间为[0,1]，d，e的取值范围区间[0,1]，且a+b+c＝1；d+e＝1。
7、在一些实施方式中，所述a为0.05，b为0.05，c为0.9，d为0.95，c为0.05。
8、在一些实施方式中，所述混合溶剂的比例为：2-me：nmp：dmpu：dmso＝400：20：40：40。其有益效果是：该溶剂配比中2-me极易挥发，起到配合通气调节结晶的作用，nmp及dmso可以有效的和钙钛矿的溶质形成配体，可以在vcd中自发结晶形核成黑相钙钛矿，再辅助以本专利技术所述的装置及工艺，可以定向调节结晶取向。
9、在一些实施方式中，工艺蒸汽体为能够形成钙钛矿配体的蒸汽；或还原性气体；或为水蒸气。
10、根据本专利技术的另一个方面，实施前述的定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向方法的真空干燥设备，包括真空干燥腔室，用于放置湿膜衬底；所述真空干燥腔室的上方连通有多个管路组成的多通道气体管路系统；抽真空装置，位于所述真空干燥腔室一侧并与其连通；蒸汽发生装置，位于所述真空干燥腔室的另一侧并与其连通，其中所述蒸汽发生装置中分别设置装有能够产生不同类别气体的溶剂贮存罐，各个所述的溶剂贮存罐与所述多通道气体管路系统的各个管路分别连通。
11、在一些实施方式中，通道气体管路系统包括
12、多根平行排布的第一通气管道，每根所述的第一通气管道上均分别开设有第一通气孔；多根平行排布的第二通气管道，每根所述的第二通气管道一端均分别通过每个所述第一通气孔与每根所述的第一通气管道垂直连通，每根所述的第二通气管的另一端与所述真空腔室连通；第三通气管道，一端与所述蒸汽发生装置连通，另一端与所述所述第一通气管道连通。
13、在一些实施方式中，第一通气管道沿所述真空干燥腔室的长度方向排布。
14、在一些实施方式中，蒸汽发生装置设有气体流量控制器。
15、在一些实施方式中，第一通气管道设有气体流量控制器；和/或第二通气管道设有气体流量控制器；和/或第三通气管道设有气体流量控制器。其有益效果是：有效控制气体流量，能够更好地定向调节结晶取向。
16、本专利技术的有益效果：本申请技术方案通过依次连通的抽真空装置、真空干燥腔室以及蒸汽发生装置，通过多通道气体管路系统配合，可以将钙钛矿溶液湿膜衬底放置在真空干燥腔室，抽真空装置可以对钙钛矿溶液湿膜衬底进行抽真空处理，通过调节进入真空干燥腔室中的气体，各个装置相互配合，能够实现钙钛矿湿膜的溶剂快速挥发，对结晶过程有效调控，可以动态定向调整钙钛矿薄膜的结晶取向，降低大面积钙钛矿制备过程中结晶不均匀的情况，可降低晶界缺陷，改善结晶性能，提升大面制备钙钛矿薄膜的质量，进而提升钙钛矿组件的光电转化效率。
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1.一种定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空处理包括：
8.实施权利要求1-7任一项所述的定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向方法的真空干燥设备，其特征在于，包括
9.根据权利要求8所述的真空干燥设备，其特征在于，所述多通道气体管路系统(5)包括
10.根据权利要求9所述的真空干燥设备，其特征在于，还包括
11.根据权利要求9所述的真空干燥设备，其特征在于，还包括
12.根据权利要求9所述的真空干燥设备，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种定向调节钙钛矿薄膜的晶面取向的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空处理包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：仁烁光能苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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