CN115583802B - 一种卤化物钙钛矿薄膜及其制备方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种卤化物钙钛矿薄膜及其制备方法、装置，所述卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。本发明的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，可以通过调控所述基底的热侧和冷测的温差，调节液膜的固化速度，还可实现溶剂的回收，从而有效提高溶剂的使用效率，实现溶剂的高效集约化使用。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制备技术领域，特别是指一种卤化物钙钛矿薄膜及其制备方法、装置。
背景技术
卤化物钙钛矿材料具有优异的半导体性能，基于卤化物钙钛矿材料的各类半导体器件，比如太阳能电池、发光二极管、场效应管、光电探测器、激光器等被纷纷开发出来，并获得了优异的器件性能。以太阳能电池为例，目前，卤化物钙钛矿太阳能电池的认证光电转换效率已达25.7％，接近晶硅太阳能电池的最高效率，而卤化物钙钛矿太阳能电池相较于晶硅太阳能电池，还具有低成本的优势，因此，具有可观的发展前景。
卤化物钙钛矿半导体器件的器件性能高度依赖高质量的卤化物钙钛矿薄膜，如何可控制备高质量卤化物钙钛矿薄膜至关重要。由于卤化物钙钛矿是可溶液法加工，这显著降低了加工成本。溶液法加工卤化物钙钛矿薄膜的关键在于可控去除溶剂，实现前驱体液膜的可控固化结晶。
现有技术中主要采用反溶剂法、热涂敷法、抽真空法、吹气法去除溶剂。其中，反溶剂法是利用溶解前驱体溶剂而不溶解卤化物钙钛矿的反溶剂，将溶剂从前驱体液膜中萃取出来，实现液膜的固化；热涂敷法是利用高温基底，实现液膜溶剂的快速挥发与固化；抽真空法是利用真空环境，加快液膜中溶剂的挥发与固化速度；吹气法是利用高速气流，快速吹走液膜中的溶剂，实现液膜的快速固化。
虽然上述方法能够实现卤化物钙钛矿薄膜的制备，但是，存在以下问题：上述方法中需要使用大量的钙钛矿前驱体溶剂，而这些溶剂无法妥善处置，例如，反溶剂法中，液膜中的溶剂被反溶剂萃取，或者变成蒸气被直接排放，溶剂的无法实现再次使用，造成工业化成本较高。另外，上述方法也难以灵活控制结晶过程。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种卤化物钙钛矿薄膜及其制备方法、装置，以解决现有技术中的卤化物钙钛矿薄膜制备方法无法对溶剂进行高效集约化使用、无法灵活控制液膜固化过程的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：
取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。
优选地，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶质为卤化物钙钛矿，并具有ABX3的结构通式；其中，A为一价阳离子；B为二价阳离子；X为卤素阴离子或拟卤素阴离子。
优选地，所述一价阳离子为甲胺离子、甲脒离子、铯离子、钾离子、铷离子、胍离子中的一种或多种；
所述二价阳离子为铅离子、锡离子、锗离子、铜离子中的一种或多种；
所述卤素阴离子为氟离子、氯离子、溴离子、碘离子中的一种或多种；
所述拟卤素阴离子为氰离子、硫氰根离子中的一种或者多种。
优选地，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶剂为二甲亚砜、γ-丁内酯、氮-氮二甲基甲酰胺、氮-甲基吡咯烷酮、氮-甲基甲酰胺、二甲氧基乙醇中的一种或多种。
优选地，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧包括：
在所述冷侧覆盖有导热板，且所述冷侧不接触所述液膜，对所述热侧进行加热。
优选地，所述涂覆为旋涂、狭缝涂布、刮涂、印刷、喷涂、打印、滴涂中的一种或多种。
本发明还提供一种所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法得到的卤化物钙钛矿薄膜。
本发明还提供一种卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，包括：
基底，所述基底具有平面，适于涂覆卤化物钙钛矿前驱体溶液，并形成液膜；
导热板，所述导热板位于所述基底的上方，形成冷侧；
加热部，所述加热部位于所述基底的下方，形成热侧；
密封件，所述密封件位于所述导热板与所述基底之间，使所述导热板与所述基底之间形成密闭空间。
优选地，所述加热部为加热板、热导体板、热源中的一种或多种。
优选地，所述热源包括热辐射热源、可控温热源。所述热辐射热源包括红外线辐射热源；所述可控温热源包括烘箱、马弗炉、烤箱。
优选地，所述加热部为可温度调控加热板；或者，所述加热部为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质；或者，所述加热部上设有换热器，适于对所述加热部的温度进行调节。
优选地，所述密封件还位于所述导热板与所述加热部之间，使所述加热部与所述导热板之间形成密闭空间。
优选地，所述基底为平面基底或者具有微结构的多孔膜基底中的一种；
优选地，所述导热板为可温度调控导热板；或者，所述导热板为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质；或者，所述导热板上设有换热器，适于对所述导热板的温度进行调节。
优选地，所述导热板上设有沟槽。
优选地，所述沟槽包括：
第一引流面，所述第一引流面设于所述导热板的下表面上；
第二引流面，所述第二引流面与所述第一引流面相对设置，且与所述第一引流面具有夹角；
第一储液面，所述第一储液面设于所述第一引流面上，与所述第一引流面具有夹角，适于形成储液空间；
第二储液面，所述第二储液面设于所述第二引流面上，与所述第一引流面对称设置，且与所述第二引流面具有夹角，适于形成储液空间。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。本发明的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，可以通过调控所述基底的热侧和冷测的温差，调节液膜的固化速度，以加快或者减速液膜的固化速度，或根据需要暂停或启动固化过程。另外，所述液膜中的可挥发溶剂挥发后，冷凝液化在冷侧上，可实现溶剂的回收，从而有效提高溶剂的使用效率，实现溶剂的高效集约化使用。
附图说明
图1是实施例1所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置的结构示意图；
图2是实施例2所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置的结构示意图；
图3是实施例3所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置的结构示意图；
图4是本发明所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置的沟槽的结构示意图；
其中，1、基底；2、液膜；3、导热板；31、第一引流面；32、第二引流面；33、第一储液面；34、第二储液面；35、冷介质入口；36、冷介质出口；4、加热部；41、热介质入口；42、热介质出口；5、密封件。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
本实施例的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：
取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，在所述冷侧覆盖有导热板，且所述冷侧不接触所述液膜，对所述热侧进行加热，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。
本实施例中，所述热侧的温度为35℃，所述冷侧的温度为5℃，放置10小时后，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，所述卤化物钙钛矿在多孔膜中完成了结晶，实现了钙钛矿在多孔膜中的填充，形成了卤化物钙钛矿薄膜。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶质为卤化物钙钛矿，并具有ABX3的结构通式；其中，A为一价阳离子；B为二价阳离子；X为卤素阴离子或拟卤素阴离子。本实施例中，所述一价阳离子为甲胺离子；所述二价阳离子为铅离子；所述卤素阴离子为碘离子、氯离子。所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶剂为氮-甲基甲酰胺。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的制备方法如下：取1毫摩尔的碘化甲胺MAI、1毫摩尔的碘化铅PbI2、0.15毫摩尔的氯化甲胺MACl，并向其中加入1毫升的氮甲基甲酰胺溶剂，搅拌1小时，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述基底为具有微结构的多孔膜基底。所述基底的制备方法如下：
取导电玻璃基底，依次在所述导电玻璃基底上印刷厚度为1微米的多孔二氧化钛膜、厚度为3微米的多孔氧化锆膜、厚度为10微米的多孔碳；其中，二氧化钛在500℃下退火30min，氧化锆和碳在400℃下退火30min，得到多孔膜基底。
需要说明的是，所述基底并不唯一，可以是任意的具有平面结构的基底，也可以采用本实施例的方式以钙钛矿太阳能电池的部分结构作为卤化物钙钛矿薄膜涂覆的对象。另外，将所述卤化物钙钛矿前驱体溶液涂覆于基底上的方式也不唯一，所述涂覆为旋涂、狭缝涂布、刮涂、印刷、喷涂、打印、滴涂中的一种或多种，只要能够将卤化物钙钛矿前驱体溶液均匀涂覆于所述基底上即可。
上述方法中，可以通过调控基底两侧的温度，使得所述基底的热侧温度高于所述冷侧；所述基底上的液膜受热之后，液膜中的溶剂开始挥发，密闭空间中的溶剂蒸气压开始升高，液膜溶剂挥发速度会减慢；但是，由于冷侧的温度低于热侧的温度，密闭空间中的溶剂蒸气在所述冷侧的表面液化，从而降低密闭空间中的蒸气压，使液膜中的溶剂挥发速度加快。通过调控所述热侧与所述冷侧的温差，即可实现液膜中溶剂的挥发速度的可控调控，进而实现液膜转变为卤化物钙钛矿薄膜的可控调控。
本实施例中，采用卤化物钙钛矿薄膜的制备装置实现上述方法，所述卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，如图1、4所示，包括：
基底1，所述基底1具有平面，适于涂覆卤化物钙钛矿前驱体溶液，并形成液膜2；
导热板3，所述导热板3位于所述基底1的上方，形成冷侧；
加热部4，所述加热部4位于所述基底1的下方，形成热侧；
密封件5，所述密封件5位于所述导热板3与所述基底1之间，使所述导热板3与所述基底1之间形成密闭空间。
其中，所述加热部4可以为加热板、热导体板、热源中的一种或多种，只要能够为所述基底1的热侧提供热量即可。所述热源包括但不限于热辐射热源、可控温热源。所述热辐射热源可以是红外线辐射热源；所述可控温热源可以是烘箱、马弗炉、烤箱中的任意一种。
为便于实现温度调控，进而控制所述液膜2中的溶剂挥发速度，本实施例中，所述加热部4为可温度调控加热板。同样地，为便于实现温度调控，进而控制所述液膜2中的溶剂冷凝速度，本实施例中，所述导热板为可温度调控导热板。
作为本实施例可替换的实现方式，所述密封件5还位于所述导热板3与所述加热部4之间，使所述加热部4与所述导热板3之间形成密闭空间。
为便于回收溶剂，所述导热板3上设有沟槽。所述沟槽包括：
第一引流面31，所述第一引流面31设于所述导热板3的下表面上；
第二引流面32，所述第二引流面32与所述第一引流面31相对设置，且与所述第一引流面31具有夹角；
第一储液面33，所述第一储液面33设于所述第一引流面31上，与所述第一引流面31具有夹角，适于形成储液空间；
第二储液面34，所述第二储液面34设于所述第二引流面32上，与所述第一引流面31对称设置，且与所述第二引流面32具有夹角，适于形成储液空间。
本实施例中，所述沟槽通过第一引流面31、第二引流面32的设置，使得密闭空间内的溶剂蒸气与所述导热板3的接触面积增大，遇到温度较低的所述导热板3后，可挥发溶剂冷凝在所述沟槽的所述第一引流面31、第二引流面32表面，并在重力作用下沿第一引流面31、第二引流面32的表面向下流动。向下流动的溶剂在所述第一储液面33与所述第一引流面31、第二储液面34与所述第二引流面32形成的槽型结构中被拦截、汇集，从而实现了可挥发溶剂的回收。
所述第二引流面32与所述第一引流面31之间的夹角为第一夹角；所述第一储液面33与所述第一引流面31之间的夹角为第二夹角；所述第二储液面34与所述第二引流面32之间的夹角为第三夹角。对于实现本发明的目的而言，所述第一夹角、第二夹角、第三夹角的取值范围并不唯一。本实施例中，所述第一夹角为120°，所述第二夹角为30°，所述第二夹角等于所述第三夹角。
作为本实施例的优选实现方式，所述第一储液面33、所述第二储液面34的端部设有封堵板，使所述第一储液面33与所述第一引流面31之间、所述第二储液面34与所述第二引流面32之间分别形成储液槽。
实施例2
本实施例的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：
取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，在所述冷侧覆盖有导热板，且所述冷侧不接触所述液膜，对所述热侧进行加热，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。
本实施例中，所述热侧的温度为60℃，所述冷侧的温度为40℃，放置24小时后，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，所述卤化物钙钛矿在多孔膜中完成了结晶，实现了钙钛矿在多孔膜中的填充，形成了卤化物钙钛矿薄膜。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶质为卤化物钙钛矿，并具有ABX3的结构通式；其中，A为一价阳离子；B为二价阳离子；X为卤素阴离子或拟卤素阴离子。本实施例中，所述一价阳离子为甲胺离子、甲脒离子、铯离子；所述二价阳离子为铅离子；所述卤素阴离子为碘离子、氯离子。所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶剂为氮-甲基甲酰胺。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的制备方法如下：取0.05毫摩尔的碘化铯、0.15毫摩尔的碘化甲胺、0.8毫摩尔的碘化甲脒FAI、1毫摩尔的碘化铅PbI2，0.15毫摩尔的氯化甲胺MACl，并向其中加入1毫升的氮-甲基甲酰胺溶剂，搅拌1小时，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述基底为平面基底。
需要说明的是，将所述卤化物钙钛矿前驱体溶液涂覆于基底上的方式不唯一，所述涂覆为旋涂、狭缝涂布、刮涂、印刷、喷涂、打印、滴涂中的一种或多种，只要能够将卤化物钙钛矿前驱体溶液均匀涂覆于所述基底上即可。
上述方法中，可以通过调控基底两侧的温度，使得所述基底的热侧温度高于所述冷侧；所述基底上的液膜受热之后，液膜中的溶剂开始挥发，密闭空间中的溶剂蒸气压开始升高，液膜溶剂挥发速度会减慢；但是，由于冷侧的温度低于热侧的温度，密闭空间中的溶剂蒸气在所述冷侧的表面液化，从而降低密闭空间中的蒸气压，使液膜中的溶剂挥发速度加快。通过调控所述热侧与所述冷侧的温差，即可实现液膜中溶剂的挥发速度的可控调控，进而实现液膜转变为卤化物钙钛矿薄膜的可控调控。
本实施例中，采用卤化物钙钛矿薄膜的制备装置实现上述方法，所述卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，与实施例1中的相同，区别仅在于：
为便于实现温度调控，进而控制所述液膜2中的溶剂挥发速度，如图2所示，所述加热部4为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质作为热介质。其中，所述加热部4一端设有热介质入口41，另一端设有热介质出口42，适于通入流动介质，并通过流动介质的温度控制实现加热部4的温度控制。
实施例3
本实施例的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：
取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，在所述冷侧覆盖有导热板，且所述冷侧不接触所述液膜，对所述热侧进行加热，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜。
本实施例中，所述热侧的温度为100℃，所述冷侧的温度为25℃，放置5分钟后，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，所述卤化物钙钛矿在多孔膜中完成了结晶，实现了钙钛矿在多孔膜中的填充，形成了卤化物钙钛矿薄膜。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶质为卤化物钙钛矿，并具有ABX3的结构通式；其中，A为一价阳离子；B为二价阳离子；X为卤素阴离子或拟卤素阴离子。本实施例中，所述一价阳离子为甲胺离子；所述二价阳离子为铅离子；所述卤素阴离子为氯离子、碘离子。所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶剂为氮-氮二甲基甲酰胺。
所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的制备方法如下：取1毫摩尔的碘化甲胺MAI、1毫摩尔的碘化铅PbI2、0.15毫摩尔的氯化甲胺MACl，并向其中加入1毫升的氮-氮二甲基甲酰胺溶剂，搅拌1小时，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液。
本实施例中，所述基底为平面基底。
需要说明的是，将所述卤化物钙钛矿前驱体溶液涂覆于基底上的方式不唯一，所述涂覆为旋涂、狭缝涂布、刮涂、印刷、喷涂、打印、滴涂中的一种或多种，只要能够将卤化物钙钛矿前驱体溶液均匀涂覆于所述基底上即可。
上述方法中，可以通过调控基底两侧的温度，使得所述基底的热侧温度高于所述冷侧；所述基底上的液膜受热之后，液膜中的溶剂开始挥发，密闭空间中的溶剂蒸气压开始升高，液膜溶剂挥发速度会减慢；但是，由于冷侧的温度低于热侧的温度，密闭空间中的溶剂蒸气在所述冷侧的表面液化，从而降低密闭空间中的蒸气压，使液膜中的溶剂挥发速度加快。通过调控所述热侧与所述冷侧的温差，即可实现液膜中溶剂的挥发速度的可控调控，进而实现液膜转变为卤化物钙钛矿薄膜的可控调控。
本实施例中，采用卤化物钙钛矿薄膜的制备装置实现上述方法，所述卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，与实施例1中的相同，区别仅在于：
为便于实现温度调控，进而控制所述液膜2中的溶剂挥发速度，如图3所示，所述加热部4为热源。为便于实现温度调控，进而控制所述液膜2中的溶剂冷凝速度，所述导热板3为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质作为冷介质，所述导热板3的一端设有冷介质入口35，另一端设有冷介质出口36。通过流动介质的温度冷热对流，实现导热板3的温度调控。
对比例1
本对比例采用与实施例1相同的原料及方法制备卤化物钙钛矿薄膜，并采用相同的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，区别仅在于：不对冷侧进行温度控制，仅控制所述热侧的温度为35℃。
对比例2
本对比例采用与实施例2相同的原料及方法制备卤化物钙钛矿薄膜，并采用相同的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，区别仅在于：不对冷侧进行温度控制，仅控制所述热侧的温度为60℃。
对比例3
本对比例采用与实施例3相同的原料及方法制备卤化物钙钛矿薄膜，并采用相同的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，区别仅在于：不对冷侧进行温度控制，仅控制所述热侧的温度为100℃。
对比例4
本对比例采用与实施例1相同的原料及方法制备卤化物钙钛矿薄膜，并采用相同的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，区别仅在于：不对冷侧进行温度控制，仅控制所述热侧的温度为100℃。
对比例5
本对比例采用与实施例1相同的原料及方法制备卤化物钙钛矿薄膜，并采用相同的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，区别仅在于：不对冷侧进行温度控制，仅控制所述热侧的温度为150℃。
效果对比例
为验证本发明所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法的技术效果，进行以下试验：
取实施例1-3、对比例1-5中制备得到的卤化物钙钛矿薄膜，观察卤化物钙钛矿的结晶情况。
经实验，结果如下：
| 序号 | 结晶情况 |
| 实施例1 | 卤化物钙钛矿结晶 |
| 实施例2 | 卤化物钙钛矿结晶 |
| 实施例3 | 卤化物钙钛矿结晶 |
| 对比例1 | 卤化物钙钛矿未结晶 |
| 对比例2 | 卤化物钙钛矿未结晶 |
| 对比例3 | 卤化物钙钛矿未结晶 |
| 对比例4 | 卤化物钙钛矿未结晶 |
| 对比例5 | 卤化物钙钛矿结晶 |
根据上述结果可知，本发明所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，在35℃的低温下实现了钙钛矿的结晶，对比例1-3中在同样温度下无法结晶，对比例4-5中，当加热温度在100℃以上时，才实现结晶。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，包括：
基底(1)，所述基底(1)具有平面，适于涂覆卤化物钙钛矿前驱体溶液，并形成液膜(2)；
导热板(3)，所述导热板(3)位于所述基底(1)的上方，形成冷侧；
加热部(4)，所述加热部(4)位于所述基底(1)的下方，形成热侧；
密封件(5)，所述密封件(5)位于所述导热板(3)与所述基底(1)之间，使所述导热板(3)与所述基底(1)之间形成密闭空间；所述密闭空间在卤化物钙钛矿薄膜的过程中处于密封状态；所述导热板为可调控温度导热板，或者所述导热板为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质，或者所述导热板上设有换热器，适于对所述导热板的温度进行调节；
所述导热板(3)上设有沟槽，所述沟槽包括：
第一引流面(31)，所述第一引流面(31)设于所述导热板(3)的下表面上；
第二引流面(32)，所述第二引流面(32)与所述第一引流面(31)相对设置，且与所述第一引流面(31)具有夹角；
第一储液面(33)，所述第一储液面(33)设于所述第一引流面(31)上，与所述第一引流面(31)具有夹角，适于形成储液空间；
第二储液面(34)，所述第二储液面(34)设于所述第二引流面(32)上，与所述第一引流面(31)对称设置，且与所述第二引流面(32)具有夹角，适于形成储液空间。
2.根据权利要求1所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述热侧温度为35摄氏度，所述冷侧的温度为5摄氏度；
或者所述热侧温度为60摄氏度，所述冷侧的温度为40摄氏度；
或者所述热侧温度为100摄氏度，所述冷侧的温度为25摄氏度。
3.根据权利要求1所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置，其特征在于，所述加热部(4)为加热板、热导体板、热源中的一种或多种。
4.一种卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法通过如权利要求1至3任一项所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备装置实现，所述方法包括如下步骤：
取卤化物钙钛矿前驱体溶液，将其涂覆于基底上得到液膜，并使所述液膜处于密闭空间内；其中，所述基底的涂覆有液膜的一侧为冷侧，另一侧为热侧，使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧，位于所述基底的冷侧的所述液膜中的可挥发溶剂挥发，并形成卤化物钙钛矿薄膜；
其中使所述基底的热侧的温度高于所述基底的冷侧包括：
在所述冷侧覆盖有导热板，且所述冷侧不接触所述液膜，对所述热侧行加热。
5.根据权利要求4所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述密闭空间在卤化物钙钛矿薄膜的过程中处于密封状态。
6.根据权利要求4所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述导热板为可调控温度导热板，或者所述导热板为中空结构，中空结构的内腔中连通有流动介质，或者所述导热板上设有换热器，适于对所述导热板的温度进行调节。
7.根据权利要求4所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述热侧温度为35摄氏度，所述冷侧的温度为5摄氏度；
或者所述热侧温度为60摄氏度，所述冷侧的温度为40摄氏度；
或者所述热侧温度为100摄氏度，所述冷侧的温度为25摄氏度。
8.根据权利要求4所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶质为卤化物钙钛矿，并具有ABX3的结构通式；其中，A为一价阳离子；B为二价阳离子；X为卤素阴离子或拟卤素阴离子。
9.根据权利要求8所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述一价阳离子为甲胺离子、甲脒离子、铯离子、钾离子、铷离子、胍离子中的一种或多种；
所述二价阳离子为铅离子、锡离子、锗离子、铜离子中的一种或多种；
所述卤素阴离子为氟离子、氯离子、溴离子、碘离子中的一种或多种；
所述拟卤素阴离子为氰离子、硫氰根离子中的一种或者多种。
10.根据权利要求8所述的卤化物钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述卤化物钙钛矿前驱体溶液的溶剂为二甲亚砜、γ-丁内酯、氮-氮二甲基甲酰胺、氮-甲基吡咯烷酮、氮-甲基甲酰胺、二甲氧基乙醇中的一种或多种。
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| GR01 | Patent grant | ||
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