CN117488254A - 一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法 - Google Patents

一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种反式钙钛矿电池锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、选取衬底，先用洗涤剂、去离子水超声清洗后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗，用氮气枪将衬底干燥；S2、把衬底采用射频等离子体叠加脉冲负偏压对衬底清洗；S3、把清洗后的衬底采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；S4、溅射完成后，待衬底冷却到室温，加热衬底恒温后，再次冷却至室温取出样品，得到锌、钴共掺杂NiOX薄膜，本发明制备的掺杂NiOX薄膜具有更好的电学性能和透过率，在掺杂NiOX薄膜上制备的钙钛矿薄膜吸收效果稳定，有利于反式钙钛矿电池具有更高的光电转换效率和稳定性。

Description

一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及新材料太阳能电池的技术领域，具体涉及一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法。
背景技术
近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的吸光系数，较长的电荷扩散长度，优异的载流子输运性能，可调控的带隙宽度等优势，使得这种材料能有效地吸收太阳光，高效产生光生载流子的同时降低能量损失，基于钙钛矿材料的太阳能电池由于其快速提升的效率而得到人们的广泛关注，其电池的转换效率从最初的3.8％跃升至26.1％。
NiOX是一种P型半导体材料，具有透明度好、空穴迁移率高和化学稳定性强等优点，作为空穴传输层材料能够有效地提高钙钛矿电池的开路电压，但NiOX自身的低导电性导致钙钛矿电池的载流子复合及空穴提取能力的降低，使得器件填充因子和短路电流偏低，从而影响电池性能。目前可以通过有效地掺杂来提高NiOX的导电性，专利201710094986.7公开一种银掺杂氧化镍薄膜的制备方法，采用六水合硝酸镍和硝酸银溶解在含二乙胺的乙二醇溶液中，配置成硝酸镍和硝酸银的混合前驱体溶液，并旋涂于衬底上，300℃下加热60～80分钟得到，专利201811227041.9公开一种锂、银共掺氧化镍薄膜，通过Ni(NO3)2·6H2O、LiNO3和AgNO3加入去离子水中搅拌溶解，滴加NaOH溶液调节PH到9.8～10，经过洗涤和干燥后，270℃煅烧得到锂、银共掺杂氧化镍的纳米粒子，该粒子溶解于水后旋涂成膜。上述专利公开的掺杂氧化镍薄膜的制备方法均采用溶液法制得，该方法需要经过高温后处理，制备过程繁琐，且样品的重复性和可控性差，无法应用于大规模工业化生产，另外掺杂元素银属于贵金属，应用成本较高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，无需高温后处理，过程简单，样品重复性和可控性好，可适用于大规模工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗15分钟后，用氮气枪将衬底干燥；
S2、把衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲负偏压对衬底清洗；
S3、把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
S4、溅射完成后，待衬底冷却到室温，加热衬底至100～200℃，恒温15～60分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
作为上述方案的进一步优选方案，步骤S2采用射频等离子体叠加200V的脉冲负偏压对衬底清洗，使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2～25Pa，工作电源采用射频电源，功率为100～400W，Ar气流量为15～40sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为5～30min。
作为上述方案的进一步优选方案，步骤S3采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为镍金属靶，锌金属靶和钴金属靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为Ar，反应气体为O2，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，Ar流量为30sccm，O2流量为10sccm。镍靶的溅射功率为射频电源为50～80W，直流电源为80～120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W。
作为上述方案的进一步优选方案，步骤S3采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入O2，溅射2min后，关闭O2流量阀，同时开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启O2流量阀，溅射3min后，得到厚度为20～30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备工艺，该工艺具体包括以下步骤：
S1、选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗15分钟后，用氮气枪将衬底干燥；
S2、把衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲负偏压对衬底清洗；
S3、把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
S4、溅射完成后，待衬底冷却到室温，加热衬底至100～200℃，恒温15～60分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，该制备系统包括依序布置的以下模块：
衬底选取模块，该衬底选取模块用以选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω；
初次清洗模块，该初次清洗模块包括洗涤剂、去离子水超声清洗装置、丙酮、无水乙醇清洗装置以及氮气枪；
二次清洗模块，该二次清洗模块包括射频等离子体叠加脉冲负偏压清洗装置；
真空镀膜模块，该真空镀膜模块包括真空镀膜室并在该真空镀膜室内采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
样品成型模块，该样品成型模块包括室温冷却装置、加热装置、恒温装置以及破真空装置。
作为上述方案的进一步优选方案，所述二次清洗模块采用射频等离子体叠加200V的脉冲负偏压对衬底清洗，使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2～25Pa，工作电源采用射频电源，功率为100～400W，Ar气流量为15～40sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为5～30min。
作为上述方案的进一步优选方案，所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为镍金属靶，锌金属靶和钴金属靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为Ar，反应气体为O2，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，Ar流量为30sccm，O2流量为10sccm。镍靶的溅射功率为射频电源为50～80W，直流电源为80～120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W。
作为上述方案的进一步优选方案，所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入O2，溅射2min后，关闭O2流量阀，同时开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启O2流量阀，溅射3min后，得到厚度为20～30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
本发明的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，具备如下有益效果：
1.本发明的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，相比于溶液法制备NiOX薄膜，反应磁控溅射法制备的NiOX薄膜，无需高温后处理，过程简单，样品重复性和可控性好，可适用于大规模工业化生产。
2.本发明的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，采用直流/射频耦合溅射工艺制备NiOX薄膜不仅可以提高薄膜的沉积速率，同时减少NiOX薄膜的内在应力，最终获得更加致密而均匀的薄膜。
3.本发明的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，相比于掺杂银或银、锂的氧化镍薄膜，掺杂锌、钴的氧化镍薄膜同样具有较好的透光性和空穴传输能力，同时普通金属掺杂，极大降低了生产成本。
参照后文的说明与附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式，应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
图1是本发明实施例1中掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的XRD图；
图2是本发明实施例1中掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的透射谱图；
图3是本发明实施例1中沉积在掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的钙钛矿薄膜的吸收谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于、设有”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接、相连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“固连”为固定连接的含义，固定连接的方式有很多种，不作为本文的保护范围，本文中所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明，本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；
请参阅说明书附图1-3，本发明提供一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法的第一实施例，包括以下步骤
S1选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中再分别超声清洗15分钟，用氮气枪将衬底干燥。
S2把干燥后的衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲
负偏压对衬底清洗，采用单一氩气作为载气，设备腔室的工作压力为2Pa，工作电源采用射频电源，功率为100W，氩气流量为15sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为30min。
S3把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为金属镍靶、金属锌靶和金属钴靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为氩气，反应气体为氧气，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，氩气流量为30sccm，氧气流量为10sccm。镍靶的溅射功率的射频电源为80w，直流电源为120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入氧气，溅射2min后，关闭氧气流量阀，同步开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启氧气流量阀，溅射3min后，待衬底冷却到室温，加热衬底至100℃，恒温15分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到厚度为20nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
表1实施例1得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数
样品名称 载流子浓度(cm-3) 迁移率(cm2/V.s) 电导率(S/cm)
Zn:Co:NiOx-1 2.02×1016 3.9×10-1 1.2×10-3
NiOx 1.31×1016 1.3×10-1 3.1×10-4
表1为实施例1得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数，可以看出金属离子的掺杂明显提高了NiOX薄膜的导电性，图1为实施例1中掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的XRD图，和纯NiOX薄膜的特征衍射峰相同，表明掺杂不会使NiOX的晶体结构发生改变，图2为实施例1中掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的透射谱图，在可见光区的平均透过率接近85％，可较好的应用于反式平面钙钛矿电池上，图3为实施例1中沉积在掺杂锌、钴的氧化镍薄膜的钙钛矿薄膜的吸收谱图，从图3中可以发现该薄膜从紫外到近红外的吸收峰都较强，掺杂锌、钴的氧化镍薄膜并未降低钙钛矿薄膜的吸收性能。
请参阅说明书附图1-3，本发明提供一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法的第二实施例，包括以下步骤
S1选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中再分别超声清洗15分钟，用氮气枪将衬底干燥。
S2把干燥后的衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲
负偏压对衬底清洗，采用单一氩气作为载气，设备腔室的工作压力为2Pa，工作电源采用射频电源，功率为100W，氩气流量为15sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为30min。
S3把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为金属镍靶、金属锌靶和金属钴靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为氩气，反应气体为氧气，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，氩气流量为30sccm，氧气流量为10sccm。镍靶的溅射功率的射频电源为65w，直流电源为100W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入氧气，溅射2min后，关闭氧气流量阀，同步开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启氧气流量阀，溅射3min后，待衬底冷却到室温，加热衬底至150℃，恒温35分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到厚度为25nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
表2实施例2得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数
样品名称 载流子浓度(cm-3) 迁移率(cm2/V.s) 电导率(S/cm)
Zn:Co:NiOx-1 1.82×1016 3.2×10-1 6.3×10-4
NiOx 1.31×1016 1.3×10-1 3.1×10-4
表2为实施例2得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数，可以看出金属离子的掺杂明显提高了NiOX薄膜的导电性。
请参阅说明书附图1-3，本发明提供一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法的第三实施例，包括以下步骤
S1选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中再分别超声清洗15分钟，用氮气枪将衬底干燥。
S2把干燥后的衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲
负偏压对衬底清洗，采用单一氩气作为载气，设备腔室的工作压力为2Pa，工作电源采用射频电源，功率为100W，氩气流量为15sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为30min。
S3把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为金属镍靶、金属锌靶和金属钴靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为氩气，反应气体为氧气，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，氩气流量为30sccm，氧气流量为10sccm。镍靶的溅射功率的射频电源为80w，直流电源为120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入氧气，溅射2min后，关闭氧气流量阀，同步开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启氧气流量阀，溅射3min后，待衬底冷却到室温，加热衬底至200℃，恒温60分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到厚度为30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
表3实施例3得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数
样品名称 载流子浓度(cm-3) 迁移率(cm2/V.s) 电导率(S/cm)
Zn:Co:NiOx-1 1.91×1016 3.6×10-1 7.5×10-4
NiOx 1.31×1016 1.3×10-1 3.1×10-4
表3为实施例3得到的锌、钴共掺杂NiOX薄膜的电学参数，可以看出金属离子的掺杂明显提高了NiOX薄膜的导电性。
第四实施例：
在上述实施例的基础上，我们提供一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，该制备系统包括依序布置的以下模块：
衬底选取模块，该衬底选取模块用以选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω；
初次清洗模块，该初次清洗模块包括洗涤剂、去离子水超声清洗装置、丙酮、无水乙醇清洗装置以及氮气枪；
二次清洗模块，该二次清洗模块包括射频等离子体叠加脉冲负偏压清洗装置；
真空镀膜模块，该真空镀膜模块包括真空镀膜室并在该真空镀膜室内采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
样品成型模块，该样品成型模块包括室温冷却装置、加热装置、恒温装置以及破真空装置。
作为上述方案的进一步优选方案，所述二次清洗模块采用射频等离子体叠加200V的脉冲负偏压对衬底清洗，使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2～25Pa，工作电源采用射频电源，功率为100～400W，Ar气流量为15～40sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为5～30min。
作为上述方案的进一步优选方案，所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为镍金属靶，锌金属靶和钴金属靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为Ar，反应气体为O2，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，Ar流量为30sccm，O2流量为10sccm。镍靶的溅射功率为射频电源为50～80W，直流电源为80～120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W。
作为上述方案的进一步优选方案，所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入O2，溅射2min后，关闭O2流量阀，同时开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启O2流量阀，溅射3min后，得到厚度为20～30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
S1、选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗15分钟后，用氮气枪将衬底干燥；
S2、把衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲负偏压对衬底清洗；
S3、把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
S4、溅射完成后，待衬底冷却到室温，加热衬底至100～200℃，恒温15～60分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2采用射频等离子体叠加200V的脉冲负偏压对衬底清洗，使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2～25Pa，工作电源采用射频电源，功率为100～400W，Ar气流量为15～40sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为5～30min。
3.根据权利要求2所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为镍金属靶，锌金属靶和钴金属靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为Ar，反应气体为O2，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，Ar流量为30sccm，O2流量为10sccm。镍靶的溅射功率为射频电源为50～80W，直流电源为80～120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W。
4.根据权利要求3所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入O2，溅射2min后，关闭O2流量阀，同时开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启O2流量阀，溅射3min后，得到厚度为20～30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
5.一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
S1、选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω，先用洗涤剂、去离子水超声清洗20分钟后，然后依次放入丙酮、无水乙醇中分别超声清洗15分钟后，用氮气枪将衬底干燥；
S2、把衬底放入等离子体清洗设备中，采用射频等离子体叠加脉冲负偏压对衬底清洗；
S3、把清洗后的衬底放入真空镀膜室，采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
S4、溅射完成后，待衬底冷却到室温，加热衬底至100～200℃，恒温15～60分钟，待衬底再次冷却到室温，破真空取出样品，得到锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
6.一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，其特征在于，该制备系统包括依序布置的以下模块：
衬底选取模块，该衬底选取模块用以选取预先图案化的ITO玻璃为衬底，其方阻为10Ω；
初次清洗模块，该初次清洗模块包括洗涤剂、去离子水超声清洗装置、丙酮、无水乙醇清洗装置以及氮气枪；
二次清洗模块，该二次清洗模块包括射频等离子体叠加脉冲负偏压清洗装置；
真空镀膜模块，该真空镀膜模块包括真空镀膜室并在该真空镀膜室内采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴；
样品成型模块，该样品成型模块包括室温冷却装置、加热装置、恒温装置以及破真空装置。
7.根据权利要求6所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，其特征在于：所述二次清洗模块采用射频等离子体叠加200V的脉冲负偏压对衬底清洗，使用等离子体清洗设备，采用单一Ar气作为载气，设备腔室的工作压力保持为2～25Pa，工作电源采用射频电源，功率为100～400W，Ar气流量为15～40sccm，衬底加脉冲负偏压为200V，蚀刻清洗时间为5～30min。
8.根据权利要求7所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，其特征在于：所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，使用三靶共溅射设备，溅射靶材分别为镍金属靶，锌金属靶和钴金属靶，其中镍靶的溅射电源为直流和射频耦合电源，锌靶和钴靶的溅射电源均为直流电源，溅射工艺气体为Ar，反应气体为O2，磁控溅射的本底真空度≤4×10-4Pa，工作压强为2×10-1Pa，Ar流量为30sccm，O2流量为10sccm。镍靶的溅射功率为射频电源为50～80W，直流电源为80～120W，锌靶的溅射功率为直流电源50W，钴靶的溅射功率为直流电源30W。
9.根据权利要求8所述的一种反式钙钛矿电池用锌、钴共掺杂NiOX薄膜的制备系统，其特征在于：所述真空镀膜模块采用直流/射频耦合反应溅射工艺在ITO表面沉积NiOX薄膜，同时采用直流溅射工艺在ITO表面共沉积金属锌和金属钴，溅射时先开启镍靶电源，待辉光稳定后缓慢通入O2，溅射2min后，关闭O2流量阀，同时开启锌靶和钴靶电源，溅射30s后，关闭锌靶和钴靶电源，再次开启O2流量阀，溅射3min后，得到厚度为20～30nm的锌、钴共掺杂NiOX薄膜。
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