本申請(qǐng)涉及薄膜生產(chǎn)，尤其涉及一種氧化鎳薄膜及其制備方法、用途、鈣鈦礦電池。
背景技術(shù)：
1、空穴傳輸層是鈣鈦礦電池中的重要組成部分，相比于有機(jī)空穴傳輸材料，無機(jī)空穴傳輸材料制備方式更加多樣化，價(jià)格十分低廉且具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，有較好的應(yīng)用前景，其中niox是空穴傳輸層應(yīng)用良好的材料。由niox制備組裝的pscs光電轉(zhuǎn)換效率較高并具有較好的穩(wěn)定性，然而在磁控濺射實(shí)際應(yīng)用中由于為了保證透光性，傳統(tǒng)niox薄膜一般沉積厚度較薄，存在均勻性較差的情況，良好的均勻性是niox能應(yīng)用在鈣鈦礦太陽能電池上制備空穴傳輸層的基本條件。
2、中國(guó)專利申請(qǐng)202411389236.9公開了一種用于鈣鈦礦的氧化鎳摻雜氧化物靶材的制備方法，包括：
3、步驟1：將氧化鎳、添加料、分散劑、粘結(jié)劑和水用砂磨機(jī)制備混合漿料并對(duì)混合漿料用消泡劑消泡；
4、步驟2：將步驟1得到的消泡后的混合漿料運(yùn)用噴霧器進(jìn)行噴霧造粒，隨后將噴霧造粒后的混合漿料拌勻，接著將拌勻后的混合漿料篩分得到氧化鎳和添加料混合粉末；
5、步驟3：將步驟2得到的氧化鎳和添加料混合粉末運(yùn)用液壓機(jī)壓力成型得到氧化鎳摻雜氧化物靶坯；
6、步驟4：將步驟3得到的氧化鎳摻雜氧化物靶坯底部均勻鋪設(shè)一層金屬添加料粉末后在燒結(jié)爐中且燒結(jié)溫度為1300～1500℃的條件下燒結(jié)得到氧化鎳摻雜氧化物靶材；
7、盡管該方案說明了向氧化物靶材中摻鎳能夠提升靶材的折射率；但是進(jìn)一步觀察該方案的實(shí)施例部分可見，該方案的實(shí)施例均是向氧化鋅、氧化鋁和氧化鋯組分中摻雜氧化鎳；并且該方案并未公開摻鎳能提升薄膜的均勻性或平坦度。
8、本方案需要解決的問題：如何提供一種具有良好的厚度均勻程度的氧化鎳薄膜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的是提供一種具有良好的厚度均勻程度的氧化鎳薄膜，該薄膜通過鎳過量的氧化鎳靶材制得。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)公開了一種氧化鎳薄膜，使用鎳過量的氧化鎳靶材沉積得到；
3、在實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用氧化鎳靶材中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)與預(yù)期制備的薄膜中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)相同的靶材進(jìn)行薄膜的制備時(shí)，實(shí)際得到的薄膜中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)總會(huì)出現(xiàn)低于預(yù)期值的現(xiàn)象；因此，我們期望通過提升氧化鎳靶材中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)以此提升最終制得的薄膜中的鎳的摩爾分?jǐn)?shù)至預(yù)期值；
4、經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試，此種方法確實(shí)可行，此外在對(duì)薄膜厚度均勻性的測(cè)試過程中，我們驚喜地發(fā)現(xiàn)，使用此種過量鎳的靶材制得的氧化鎳薄膜不僅鎳的摩爾分?jǐn)?shù)更加符合預(yù)期值，其厚度的均勻性也更加優(yōu)異，經(jīng)推測(cè)，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是氧化鎳靶材中過量的鎳元素使靶材濺射過程中，基片表面產(chǎn)生了更多的成核位點(diǎn)，進(jìn)而形成了更為致密且均勻的初始成核層，并隨著致密且均勻的初始成核層的長(zhǎng)大，最終得到厚度更為均勻的氧化鎳薄膜。
5、優(yōu)選地，氧化鎳靶材中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)與氧化鎳薄膜中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)之差為7～12％。
6、優(yōu)選地，氧化鎳薄膜的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之差同最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之和的比值小于或等于3％。
7、優(yōu)選地，氧化鎳薄膜通過鎳過量的氧化鎳靶材以磁控濺射的沉積方式沉積得到。
8、此外，本申請(qǐng)還公開了如上述的氧化鎳薄膜制備鈣鈦礦電池的用途。
9、此外，本申請(qǐng)還公開了一種鈣鈦礦電池，包含由上述的氧化鎳薄膜制得的空穴傳輸層。
10、此外，本申請(qǐng)還公開了一種用于制備上述的氧化鎳薄膜的制備方法，將鎳過量的氧化鎳靶材沉積至襯底表面，得到氧化鎳薄膜。
11、優(yōu)選地，具體包括以下步驟：
12、步驟1：將玻璃襯底清洗，待用；
13、步驟2：清洗鎳過量的氧化鎳靶材，隨后調(diào)整靶基距為45～70mm，并在氣壓為5～25mtorr的環(huán)境下以650～900w的功率進(jìn)行磁控濺射，直至薄膜的厚度沉積至15～25nm，隨后退火得到氧化鎳薄膜。
14、優(yōu)選地，步驟2中，氣壓為5～25mtorr的環(huán)境為混合氣體環(huán)境，且混合氣體為氬氣和氧氣的混合氣，且氬氣與氧氣的體積比為75～80：20～25。
15、優(yōu)選地，步驟2中，退火的溫度為300～450℃，退火時(shí)間為30～60min。
16、本申請(qǐng)的有益效果是：本申請(qǐng)的最初設(shè)想是使用鎳過量的氧化鎳靶材制備出具有良好的導(dǎo)電性能以及光學(xué)性能的薄膜，起初在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用適量鎳的氧化鎳靶材制備氧化鎳薄膜時(shí)，氧化鎳薄膜中的鎳含量總會(huì)低于理想狀態(tài)，因此，本申請(qǐng)選擇以過量鎳的氧化鎳靶材進(jìn)行薄膜的沉積，而當(dāng)過量鎳的氧化鎳靶材沉積后，我們發(fā)現(xiàn)，制得的氧化鎳薄膜不僅僅有足量的鎳含量，其薄膜的厚度均勻程度也相對(duì)有所提升，而此結(jié)果是超出了我們預(yù)期的，這可能是氧化鎳靶材中過量的鎳元素使靶材濺射過程中，基片表面產(chǎn)生了更多的成核位點(diǎn)，進(jìn)而形成了更為致密且均勻的初始成核層，并隨著致密且均勻的初始成核層的長(zhǎng)大，最終得到厚度更為均勻的氧化鎳薄膜。
1.一種氧化鎳薄膜，其特征在于，使用鎳過量的氧化鎳靶材沉積得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的氧化鎳薄膜，其特征在于，所述氧化鎳靶材中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)與氧化鎳薄膜中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)之差為7～12％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鎳薄膜，其特征在于，所述氧化鎳薄膜的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之差同最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之和的比值小于或等于3％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鎳薄膜，其特征在于，所述氧化鎳薄膜通過鎳過量的氧化鎳靶材以磁控濺射的沉積方式沉積得到。
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的氧化鎳薄膜制備鈣鈦礦電池的用途。
6.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，包含由權(quán)利要求1-4中任一所述的氧化鎳薄膜制得的空穴傳輸層。
7.一種用于制備權(quán)利要求1-4中任一所述的氧化鎳薄膜的制備方法，其特征在于，將鎳過量的氧化鎳靶材沉積至襯底表面，得到氧化鎳薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化鎳薄膜的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧化鎳薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，氣壓為5～25mtorr的環(huán)境為混合氣體環(huán)境，且混合氣體為氬氣和氧氣的混合氣體，其中氬氣與氧氣的體積比為75～80：20～25。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧化鎳薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，退火的溫度為300～450℃，退火時(shí)間為30～60min。