【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳电池薄膜制备，具体为一种甲脒基卤化物冷沉积镀膜装置及方法。
技术介绍
1、钙钛矿太阳电池薄膜是一种使用钙钛矿材料作为吸光层的太阳能电池。其结构通常包括透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极五部分。钙钛矿材料作为吸光层薄膜，能够高效地完成太阳光的吸收、光生载流子的激发输运和分离等过程。钙钛矿太阳电池薄膜一般由旋涂机、蒸发镀膜仪、喷镀设备或者狭缝涂覆机采用沉积法进行制备。
2、在钙钛矿太阳能电池中，绝对多数的钙钛矿薄膜制备都采用湿法，比如旋涂法、狭缝涂布法、喷涂法等，湿法制备钙钛矿薄膜中很难将溶剂完全去除，因为薄膜稳定性仍然存在很多的问题。蒸发制备钙钛矿薄膜因无任何溶剂参与，所以其稳定性有很大的优势。然而，蒸发制备钙钛矿薄膜在甲脒基卤化物材料制备中缺很难保证其可靠的重复性，主要原因是甲脒基卤化物材料与其他材料不同之处在于其加热气化之后不是以线性的状态下发生位置转移而沉积与衬底之上，而是以弥散的状态下漂浮于整个腔体内部，因此很难准确的控制这类材料的沉积过程。针对这些问题本专利技术采用一系列具体方案，能够快速有效的将甲脒基卤化物材料快速沉积，不仅能加快薄膜制备的节拍，还能够得到稳定性优异的钙钛矿薄膜。
技术实现思路
1、针对现有技术中甲脒基卤化物材料因在加热时处于弥散状态而不易沉积的问题，本专利技术提供一种甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置及方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种甲脒基卤化物材
4、优选的，旋转结构包括旋转电机、旋转基座和支撑杆，旋转电机的壳体固定于壳体的外侧底部，旋转电机的输出端贯穿壳体底部与旋转基座的底部固定连接，支撑杆的一端与旋转基座固定连接，另一端与衬底托的底部连接。
5、优选的，支撑杆呈中空结构，冷却结构包括进液管路、调节管路和出液管路，进液管路和出液管路均位于支撑杆中，进液管路的一端与外部液箱连接，另一端与调节管路的入液端连接，调节管路嵌设于衬底托内部，调节管路的出液端与出液管路的进液端连接，出液管路的出液端与外部液箱连通；外部液箱盛放冷却液，外部液箱的底部设置有控温电极，控温电极与外部电源连接。
6、优选的，调节管路蛇形布置于衬底托内部。
7、优选的，支撑杆的内部设置有隔板，进液管路和出液管路分别位于隔板的两侧。
8、优选的，进液管路上设置有流量调节阀。
9、优选的，衬底托上设置有晶振。
10、优选的，衬底夹具包括第一固定条和第二固定条，第一固定条和第二固定平行且间隔连接于衬底托的竖直表面，衬底卡设于第一固定条和第二固定条之间。
11、优选的，第一固定条和第二固定条通过弹性元件滑动设置于衬底托上，弹性元件的伸缩轴线与第一固定条的长度轴线垂直。
12、一种甲脒基卤化物材料冷沉积制备方法，采用所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，该制备方法利用弥散态下的甲脒基卤化物材料最容易在温度较低的区域内先发生沉积，设计可变温、可旋转衬底装置即可实现对甲脒基卤化物材料的优先沉积和精确控制，具体包括以下步骤：
13、s1，将衬底的沉积面以背靠背的方式固定于衬底托的衬底夹具中；
14、s2，同时打开蒸发源和加热带的加热开关，使得甲脒基卤化物材料发生气化，同时壳体及腔内温度升高，并控制腔体内部温度控制在100-250℃之内；
15、s3，旋转衬底托，打开冷却结构对衬底进行降温，当衬底的温度低于腔体的内部温度时，甲脒基卤化物材料开始在衬底表面沉积，完成甲脒基卤化物薄膜的制备。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置通过设置多个可旋转的衬底托来实现薄膜的均匀沉积，双面的衬底托能够有效利用腔体空间，衬底托中间嵌设的冷却结构能够快速给衬底进行降温，获得最佳温度梯度差，利于热态氨基卤化物与冷快速沉积的特点可以快速获得高质量薄膜。衬底位置的分布及数量是关键，这个制约着钙钛矿薄膜的质量和组件制备的节拍，衬底托采用八边形对称分布，且双面均可放置衬底进行制备，以此实现真空制备钙钛矿太阳电池中钙钛矿薄膜层的高通量制备。
18、进一步的，旋转结构用于驱动衬底托进行旋转，打开旋转电机，旋转电机带动旋转基座转动，旋转基座带动支撑杆转动，支撑杆带动衬底托进行转动，以此实现薄膜的均匀沉积。
19、进一步的，中空结构的支撑杆为进液管路和出液管路提供安装位置。冷却液从外部液箱通过进液管路进入调节管路，进入调节管路的冷却液可以对衬底托进行降温，进而可以对衬底进行降温，之后冷却液并由出液管路回到外部液箱，可以实现冷却液的循环使用。外部液箱、进液管路、调节管路和出液管路形成一个封闭的循环温控系统，结合外部液箱的控温电极可以实现冷却液的温度控制，以此实现衬底的温度控制。
20、进一步的，蛇形布置的调节管路可以增加调节管路与衬底托的接触面积，有助于实现衬底托上温度的均匀分布，增强了液体与衬底托之间的热交换效率，使得衬底的温度调节更加迅速和精确。
21、进一步的，隔板不仅可以增加支撑杆的强度，还可以隔开进液管路和出液管路，以免二者发生热量交换和形状变化，影响温度控制，保持了流体的清晰路径和流向。
22、进一步的，设置流量调节阀可以精确控制整个管路中冷却液的流量，从而实现对温度的精确调节，以此更为有效的控制衬底托以及衬底的温度，减少温度波动和偏差。
23、进一步的，晶振可以衬底上衬底的薄膜的厚度进行检测，便于薄膜的精准控制。
24、进一步的，第一固定条和第二固定条用于实现对衬底的固定，确保衬底的稳定支撑。通过弹性元件滑动连接的第一固定条和第二固定条可以实现不同尺寸规格的衬底的固定，具有更灵活的通用性和实用性。
25、本专利技术利用甲脒基卤化物材料在加热或高能离子碰撞条件下发生气化后处于一种弥散的无规则状态，在该状态下薄膜沉积速率慢、控制难度大、厚度不准确。本专利技术的关键点之一，根据多次试验论证，弥散态下的甲脒基卤化物材料最容易在温度较低的区域内先发生沉积，设计可变温、可旋转衬底装置即可实现对甲脒基卤化物材料的优先沉积和精确控制。
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1.一种甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，包括壳体(1)、蒸发源(2)和衬底托(3)，蒸发源(2)和衬底均位于壳体(1)内部，甲脒基卤化物材料置于蒸发源(2)中，壳体(1)内部嵌设加热带，蒸发源(2)设置于壳体(1)的中心，加热带和蒸发源(2)采用单独电加热方式进行温度控制；衬底托(3)依照腔体设计位置布置于蒸发源(2)周围；衬底托(3)的内部设置有冷却结构，衬底托(3)的双面均设置有衬底夹具，衬底固定于衬底夹具上，衬底托(3)的底部设置有旋转结构；壳体(1)内部还连通有真空泵；使用时，壳体(1)的温度高于衬底托(3)的温度。
2.根据权利要求1所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，旋转结构包括旋转电机、旋转基座(4)和支撑杆(5)，旋转电机的壳体(1)固定于壳体(1)的外侧底部，旋转电机的输出端贯穿壳体(1)底部与旋转基座(4)的底部固定连接，支撑杆(5)的一端与旋转基座(4)固定连接，另一端与衬底托(3)的底部连接。
3.根据权利要求2所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，支撑杆(5)呈中空结构，冷却结构包括进液管路(
4.根据权利要求3所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，调节管路(6)蛇形布置于衬底托(3)内部。
5.根据权利要求3所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，支撑杆(5)的内部设置有隔板，进液管路(10)和出液管路(11)分别位于隔板的两侧。
6.根据权利要求3所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，进液管路(10)上设置有流量调节阀。
7.根据权利要求3所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，衬底托(3)上设置有晶振。
8.根据权利要求1所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，衬底夹具包括第一固定条(7)和第二固定条(8)，第一固定条(7)和第二固定平行且间隔连接于衬底托(3)的竖直表面，衬底卡设于第一固定条(7)和第二固定条(8)之间。
9.根据权利要求7所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，第一固定条(7)和第二固定条(8)通过弹性元件滑动设置于衬底托(3)上，弹性元件的伸缩轴线与第一固定条(7)的长度轴线垂直。
10.一种甲脒基卤化物材料冷沉积制备方法，采用如权利要求1~9任一项所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，该制备方法利用弥散态下的甲脒基卤化物材料最容易在温度较低的区域内先发生沉积，设计可变温、可旋转衬底装置即可实现对甲脒基卤化物材料的优先沉积和精确控制，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，包括壳体(1)、蒸发源(2)和衬底托(3)，蒸发源(2)和衬底均位于壳体(1)内部，甲脒基卤化物材料置于蒸发源(2)中，壳体(1)内部嵌设加热带，蒸发源(2)设置于壳体(1)的中心，加热带和蒸发源(2)采用单独电加热方式进行温度控制；衬底托(3)依照腔体设计位置布置于蒸发源(2)周围；衬底托(3)的内部设置有冷却结构，衬底托(3)的双面均设置有衬底夹具，衬底固定于衬底夹具上，衬底托(3)的底部设置有旋转结构；壳体(1)内部还连通有真空泵；使用时，壳体(1)的温度高于衬底托(3)的温度。
2.根据权利要求1所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，旋转结构包括旋转电机、旋转基座(4)和支撑杆(5)，旋转电机的壳体(1)固定于壳体(1)的外侧底部，旋转电机的输出端贯穿壳体(1)底部与旋转基座(4)的底部固定连接，支撑杆(5)的一端与旋转基座(4)固定连接，另一端与衬底托(3)的底部连接。
3.根据权利要求2所述的甲脒基卤化物材料冷沉积镀膜装置，其特征在于，支撑杆(5)呈中空结构，冷却结构包括进液管路(10)、调节管路(6)和出液管路(11)，进液管路(10)和出液管路(11)均位于支撑杆(5)中，进液管路(10)的一端与外部液箱连接，另一端与调节管路(6)的入液端连接，调节管路(6)嵌设于衬底托(3)内部，调节管路(6)的出液端与出液管路(11)的进液端连接，出液管路(11)的出液端与外部液箱连通；外部液箱盛放冷却液，外...
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