مقالة منهجية

تصنيع الحل بالكامل معالجتها غير العضوية النانوية الأجهزة الضوئية

DOI:

10.3791/54154

⸱

يوليو 8, 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry and Biochemistry, St. Mary's College of Maryland, 2Department of Chemistry, U.S. Naval Academy, 3NSWC Indian Head EOD Technology Division, 4Electronics and Devices Division, Naval Research Laboratory

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول التوليف وحل ترسب طبقة البلورات النانوية غير العضوية من قبل طبقة لإنتاج الالكترونيات رقيقة على الأسطح غير موصل. يمكن مذيب أحبار استقرت إنتاج الأجهزة الضوئية كاملة على ركائز الزجاج عن طريق زيادة ونقصان ورذاذ الطلاء التالية صرف يجند بعد الترسب وتلبد.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ونحن لشرح طريقة لإعداد الخلايا الشمسية العضوية بشكل كامل حل معالجة من زيادة ونقصان ورذاذ الطلاء ترسب الأحبار النانوية. للطبقة امتصاص متفاعل، تيل كد الغروية والبلورات النانوية سيلينيد الكادميوم (3-5 نانومتر) تم تجميعها باستخدام تقنية الحقن الساخنة الخاملة وتنظيفها مع هطول الأمطار لإزالة الكواشف انطلاق الزائدة. وبالمثل، تم الجمع بين البلورات النانوية الذهب (3-5 نانومتر) في ظل الظروف المحيطة ويذوب في المذيبات العضوية. وبالإضافة إلى ذلك، يتم إعداد الحلول تمهيدا للأفلام شفافة موصل أكسيد الإنديوم القصدير (ايتو) من حلول الإنديوم والقصدير وأملاح يقترن مؤكسد على رد الفعل. طبقة تلو طبقة، وتودع هذه الحلول على ركيزة الزجاج التالية الصلب (200-400 درجة مئوية) لبناء الخلايا الشمسية النانوية (زجاج / ايتو / سيلينيد الكادميوم / تيل كد / الاتحاد الافريقي). مطلوب قبل الصلب الصرف يجند لسيلينيد الكادميوم وتيل كد البلورات النانوية حيث انخفض الأفلام في NH 4 الكلورين: الميثانول ليحل محل سلسلة طويلة الاسباني الأصليتفاحة مع الصغيرة غير العضوية الكلور - الأنيونات. تم العثور على NH 4 الكلور (ق) ليكون بمثابة محفز للتفاعل تلبد (كبديل غير سامة إلى CdCl 2 (ق) وسائل العلاج التقليدية) مما يؤدي إلى نمو الحبوب (136 ± 39 نانومتر) أثناء التسخين. وتتميز سماكة وخشونة من الأفلام المعدة مع وزارة شؤون المرأة وprofilometry البصرية. يستخدم FTIR لتحديد درجة تبادل يجند قبل تلبد، ويستخدم حيود الأشعة السينية للتحقق من التبلور والمرحلة من كل مادة. الأشعة فوق البنفسجية / فيس أطياف عرض عالية لنقل الضوء المرئي من خلال طبقة ايتو وإزاحة حمراء في الامتصاصية من البلورات النانوية الكادميوم اعتماد chalcogenide بعد الصلب الحرارية. يتم قياس منحنيات الحالي الجهد الأجهزة المنجزة في إطار محاكاة إضاءة الشمس واحدة. وقد تبين أن الفروق الصغيرة في تقنيات الترسيب والكواشف المستخدمة خلال تبادل يجند أن يكون لها تأثير عميق على خصائص الجهاز. هنا، نحن فحص آثار كيماويةكال (تلبد وتبادل يجند عملاء) والمعالجات الفيزيائية (تركيز المحلول، رش ضغط، الساعة الصلب ودرجة الحرارة الصلب) على أداء الجهاز الضوئية.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نظرا لخصائص الناشئة فريدة من نوعها، وقد وجدت الأحبار النانوية غير العضوية التطبيقات في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية بما في ذلك وحدات الطاقة الشمسية، 1 - 6 ضوء الثنائيات، 7، 8 المكثفات 9 و الترانزستورات 10 ويرجع ذلك إلى مزيج من ممتازة الإلكترونية و الخصائص البصرية للمواد غير العضوية والتوافق حل على مقياس النانو. المواد غير العضوية السائبة هي عادة ليست قابلة للذوبان، وبالتالي تقتصر على درجة حرارة عالية، وانخفاض ضغط ترسبات فراغ. ومع ذلك، عندما أعدت على مقياس النانو مع قذيفة يجند العضوية، ويمكن أن تفرق هذه المواد في المذيبات العضوية وأودعت من حل (drop-، dip-، تدور،، spray- الطلاء). هذه الحرية إلى معطف السطوح الكبيرة وغير النظامية مع الأجهزة الإلكترونية يقلل من تكلفة هذه التقنيات إلى توسيع التطبيقات المتخصصة الممكنة. 6، 11 12

وقد أدت معالجة حل الكادميوم (II) تيلوريد (تيل كد)، الكادميوم (II) سيلينيد (سيلينيد الكادميوم)، الكادميوم (II) كبريتيد (CDS) وأكسيد الزنك (الزنك) طبقات أشباه الموصلات غير العضوية النشطة إلى الأجهزة الضوئية الوصول إلى الكفاءة (ƞ) ل المعادن تيل كد شوتكي تقاطع تيل كد / ص (ƞ = 5.15٪) 13 و 14 و متغاير CDS / تيل كد (ƞ = 5.73٪)، و 15 سيلينيد الكادميوم / تيل كد (ƞ = 3.02٪)، و 16، 17 أكسيد الزنك / تيل كد (ƞ = 7.1 ٪، 12٪). 18، 19 وعلى النقيض من ترسب فراغ الأجهزة تيل كد بكميات كبيرة، ويجب أن يخضع هذه الأفلام النانوية الصرف يجند ترسب التالية لإزالة مواطن وعزل طويلة سلسلة العضوية بروابط التي تحظر نقل الإلكترون كفاءة من خلال الفيلم. بالإضافة إلى ذلك، تلبد CD-(S، SE، تي) يجب أن تحدث أثناء التسخين في وجود عامل حفاز الملح مناسبة. مؤخرا، تم فهرنهيتس اوند أن كلوريد الأمونيوم غير سامة (NH 4 الكلور) يمكن استخدامها لهذا الغرض ليكون بديلا للكلوريد يشيع استخدامها الكادميوم (II) (CdCl 2) 20 بواسطة غمس فيلم النانوية المودعة في NH 4 الكلورين: حلول الميثانول، يحدث رد فعل الصرف يجند في وقت واحد مع التعرض لتنشيط حرارة NH 4 الكلورين تلبد محفز. يتم تسخين هذه الأفلام إعداد طبقة تلو طبقة لبناء سمك المطلوب من طبقات الصورة النشطة. 21

وقد أدت التطورات الحديثة في مجال الأفلام الموصلة الشفافة (أسلاك معدنية، الجرافين، أنابيب الكربون النانوية، الاحتراق معالجتها الإنديوم أكسيد القصدير) وموصل الأحبار النانوية المعدنية لتصنيع الالكترونيات مرنة أو منحنية مبنية على الأسطح غير موصلة التعسفية. 22، 23 في هذا العرض ، ونحن لشرح إعداد كل حل الحبر السلائف بما في ذلك الطبقات النشطة (تيل كد وسيلينيد الكادميوم النانوية)، وtranspaاستئجار إجراء القطب أكسيد (أي أكسيد الإنديوم مخدر القصدير، ايتو) والاتصال المعدنية الخلفي لبناء الخلايا الشمسية العضوية الانتهاء تماما من عملية الحل. 24 وهنا نسلط الضوء على عملية الرش وطبقة جهاز أبنية الزخرفة على غير موصل زجاج. ويهدف هذا البروتوكول فيديو مفصل لمساعدة الباحثين الذين تصميم وبناء الحل الخلايا الشمسية المصنعة. ومع ذلك، فإن نفس الأساليب المذكورة هنا هي التي تنطبق على مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: يرجى الرجوع إلى جميع بيانات سلامة المواد ذات الصلة (MSDS) قبل الاستخدام. العديد من الحلول والمنتجات السلائف تشكل خطرا أو مسرطنة. وينبغي توجيه اهتمام خاص للمواد متناهية الصغر بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة الفريدة التي تنشأ مقارنة مع نظرائهم الأكبر. يجب ارتداء معدات الوقاية المناسبة (نظارات السلامة، درع الوجه، والقفازات، معطف المختبر، والسراويل الطويلة والأحذية المغلقة الأصابع) في جميع الأوقات خلال هذا الإجراء.

1. توليف النانوية السلائف الأحبار

  1. سيلينيد الكادميوم وتيل كد أحبار 18 و 25
    1. في علبة القفازات جو خامل، والجمع بين 0.24 غ (0.0019 مول) التيلوريوم (تي) لتيل كد (أو 0.1527 ز (0.0019 مول) السيلينيوم (سي) لسيلينيد الكادميوم) مسحوق مع 4.39 غرام (0.012 مول) trioctylphosphine (TOP) إلى 5 مل قارورة أسفل جولة (RBF).
    2. ختم هذه القارورة مع الحاجز المطاطي وإزالة من علبة القفازات لصوتنة (40 كيلو هرتز) في ساخنة (60 درجة مئوية)حمام ماء حتى كل من الشركة المصرية للاتصالات الصلبة أو سي قد حلت (حوالي 20 دقيقة). جانبا 5 مل من 1 octadecene (1-القصيدة).
    3. بشكل منفصل، في 3 الرقبة النظيفة والجافة 250 مل RBF مع شريط مغناطيسي، والجمع بين 0.48 غ (0.0037 مول) الكادميوم (II) أكسيد (CDO) مسحوق مع 4.29 غرام (0.015 مول) حمض الأوليك (OA) و 76 مل 1-octadecene. تفقد الأواني الزجاجية للعيوب قبل استخدامها، وتجميع كل مفاصل الزجاج على الزجاج مع ارتفاع في درجة الحرارة فراغ الشحوم.
    4. توصيل مضخة فراغ وغاز خامل (الأرجون، AR أو النيتروجين، N 2) المصدر على التدفق المنخفض إلى قارورة من خلال الأواني الزجاجية خط Schlenk ترك العنق واحد على الأقل من RBF مجانا لحقن مقدمة من أعلى إلى اعتماد chalcogenide. إدراج التحقيق في درجة الحرارة مباشرة في حل من واحدة من الأعناق والختم.
    5. تعيين لاثارة على أعلى سرعة وضبط درجة الحرارة إلى 110 درجة مئوية في ظل فراغ لمدة 30 دقيقة.
      ملاحظة: تجاوز 250 ° C قد تتحلل المكون حمض الأوليك المشار إليها بواسطة تغيير اللون من عديم اللون إلىأصفر.
    6. التحول من فراغ لغاز خامل لبناء ضغط إيجابي طفيف في قارورة. ضبط تدفق الغاز إلى الضغط المنخفض (~ 1 رطل). فقاعات يجب أن تشكل على تردد 05/01 هرتز في الفوار النفط.
      1. بشكل منفصل إعداد تمديد الزجاج العنق يعلوها الحاجز المطاطي. نعلق إبرة حقنة لأنابيب على خط Schlenk.
      2. يخترق إبرة الحقنة في الحاجز للسماح للضغط لإطلاق سراحهم. تذكر أن الشحوم طفيفة مشتركة مع الشحوم فراغ.
      3. في هذا الوقت، وإزالة بسرعة أعلى سدادة زجاجية من القارورة رد فعل واستبدالها تمديد الزجاج. وغاز خامل الزائد تتدفق من خلال القارورة، وسيتم توضيح ذلك مع الفقاعات الناشئة من الفوار النفط.
    7. إغلاق مصدر الغاز الخامل الأصلي وفتح تنفيس الثاني للسماح لتيار تسيطر البطيء للغاز خامل في الجزء العلوي من القارورة خلال الفترة المتبقية من التوليف.
    8. زيادة درجة حرارة المحلول إلى 260 درجة مئوية لمدة تيل كد (250 درجة مئوية لمدة سيلينيد الكادميوم) وانتظر حتى يتحول الحل من بني خفيف إلى عديم اللون وشفافة تماما.
    9. مرة واحدة يتم الوصول إلى درجة حرارة التفاعل المطلوب، وإعداد حقنة للحقن عن طريق استخراج مقدمة TOP-اعتماد chalcogenide وإضافي 5 مل 1-القصيدة.
    10. في خطوة واحدة، وإزالة عباءة التدفئة مع الاستمرار في إثارة وحقن TOP-اعتماد chalcogenide / 1-القصيدة الخليط بسرعة.
    11. السماح حل لتبريد لRT (~ 30 دقيقة)، ورصد التغيرات لون الكم تقتصر الجسيمات بذور الشكل وتنمو لتصبح البلورات النانوية أكبر. سيلينيد الكادميوم هو لون أحمر عميق وتيل كد هو البني الداكن.
    12. مباشرة إلى القارورة، إضافة 25 مل هيبتان و 100 مل ايثانول لترسيب المنتج. نقل 40 مل قسامات إلى أنبوب 50 مل الطرد المركزي وإضافة 5 مل التولوين و 5 مل ايثانول لاستكمال هطول الأمطار.
    13. أجهزة الطرد المركزي المنتج في 1722 x ج لمدة 2 دقيقة أو حتى طاف هو شفاف. صب طاف والجمع ص الصلبةroduct إلى RBF 5 مل بإضافة 0.5 مل التولوين و 5 مل المقطر البيريدين لتفريق البلورات النانوية. تنبيه: إجراء جميع التجارب البيريدين تحت غطاء الدخان.
    14. تدفق RBF مع غاز خامل، ثم ختم مع الحاجز المطاطي. إرفاق عباءة التدفئة وتقديمهم إلى 85 درجة مئوية. تخفيف أي ضغط باستخدام إبرة لفترة وجيزة في الحاجز المطاطي. يستمر التسخين والتحريك بلطف لمدة 18 ساعة.
    15. وبعد تبادل البيريدين، والجمع بين تيل كد أو سيلينيد الكادميوم المنتج و 40 مل hexanes وأجهزة الطرد المركزي في 1722 x ج لمدة 2 دقيقة أو حتى طاف هو عديم اللون. صب طاف وإضافة 5 مل البيريدين المقطر و 5 مل 1-بروبانول. قارورة الاحمرار مع غاز خامل ويصوتن (40 كيلو هرتز) هذا الخليط لمدة 30 دقيقة. جمع طاف وتجاهل أي منتج الصلبة.
    16. تصفية الحبر خلال 1 ميكرون تصفية تترافلوروإيثيلين (PTFE) حقنة لإزالة الجزيئات الكبيرة أو مجمعة. قياس تركيز الحبر عن طريق تجفيف وزنها 1 مل. تركيزات نموذجية عه 40 ملغ مل -1 لتيل كد و 16 ملغ مل -1 لسيلينيد الكادميوم.
    17. تمييع الحبر مع البيريدين / 1-بروبانول حسب الحاجة. مخزن الحبر تحت غاز خامل في حين لا تكون قيد الاستعمال.
  2. الاتحاد الافريقي الحبر 26
    1. في 500 مل دورق مخروطي مع التحريك، والجمع بين 1.518 غ (0.00385 مول) من هيدرات كلوريد الذهب (III)، HAuCl 4. 3H 2 O و 126 مل H 2 O لإنتاج حل الأصفر.
    2. إضافة إلى حل ما قبل مختلطة من 9.52 غرام (0.0174 مول) بروميد tetraoctylammonium في 334 مل التولوين.
    3. التالي إضافة يجند، 0.452 غرام (0.00382 مول) hexanethiol في 2 مل التولوين.
    4. وأخيرا، والجمع بشكل منفصل 1.58 غ (0.0418 مول) بوروهيدريد الصوديوم (NaBH 4) مع 105 مل H 2 O وعلى الفور إضافة هذا السطح خفض حل قطرة من الحكمة إلى دورق التفاعل.
    5. بعد اثارة في RT في الهواء لمدة 3 ساعات، فصل المرحلة العضوية مع قمع فصل.
    6. استخدام المبخر الدوار للحد منحجم 20 مل وغسل هذا الحبر مع 50 مل hexanes و 200 مل الميثانول. يعجل متينة مع الطرد المركزي في 1722 x ج لمدة 2 دقيقة وصب طاف عديم اللون.
    7. تجفيف الصلبة في الهواء وإعادة تفريق في الكلوروفورم مع تركيز 70 مجم مل -1.
  3. ايتو أحبار 23
    1. الجمع بين الأملاح الصلبة من الإنديوم (III) نترات هيدرات (في (NO 3) 3. 2.85H 2 O، 2.93 غرام، 0.00974 مول) والقصدير (II) ثنائي هيدرات كلوريد، (SnCl 2. 2H 2 O، 0.357 غرام، 0.00158 مول ) مع 10 مل 2-methoxyethanol في أنبوب الطرد المركزي 50 مل البولي بروبلين.
    2. إلى ذلك، إضافة 167 ميكرولتر من 14.5 M هيدروكسيد الأمونيوم (NH 4 OH، 0.0024 مول) باعتبارها عامل استقرار الرقم الهيدروجيني و0.83 غ (0.0104 مول) نترات الأمونيوم (NH 4 NO 3) كما مؤكسد.
    3. يصوتن في 40 كيلو هرتز لمدة 20 دقيقة مع التدفئة (60 درجة مئوية) أو حتى يتغير الحبر من ضبابية الأبيض إلى عديم اللون وترانsparent.

2. ايتو الزخرفة

  1. قطع وتنظيف (25 مم × 25 مم × 1.1 مم) شريحة زجاجية من قبل sonicating في الإيثانول والأسيتون.
  2. نقع الركيزة الزجاج في المركز (> 5 م) هيدروكسيد الصوديوم المائي (هيدروكسيد الصوديوم) لمدة 1 دقيقة، وشطف لفترة وجيزة مع الماء.
  3. وضع الركيزة الزجاج على المغطي تدور وملء الشرائح مع الحبر ايتو. تدور في 3228 x ج لمدة 20 ثانية.
  4. المكان على الفور الركيزة على مجموعة موقد إلى 400 درجة مئوية، والحرارة لمدة 10 دقيقة. تبرد ببطء في RT على لوحة من السيراميك.
  5. كرر هذه العملية (2،3-2،4) حتى ورقة المقاومة أقل من 1000 أوم لكل متر مربع (حوالي 10 طبقات). تقريب ورقة المقاومة مع المتعدد أو قياس مع تحقيق أربع نقاط عن طريق وضع الفيلم ايتو / الزجاج على سطح ثابت والضغط على أسفل تحقيقات متعدد حوالي 0.5 سم بعيدا لتسجيل المقاومة. إذا كان التحقيق أربع نقاط متاح، خفض نصائح التحقيق على الفيلم لتسجيل ص رقةesistance التالية الأساليب المعمول بها. 27
  6. وأخيرا، تراجع لفترة وجيزة (~ 2 ثانية) الفيلم في تمييع الماء الملكي وشطف مع الماء المقطر تليها التجفيف للحد من المقاومة أقل من 500 أوم لكل متر مربع.
  7. بناء نمط الجهاز عن طريق قطع شرائح من الشريط (أي الشريط البولياميد لمعالجات حرارية أو شريط السلوفان لالتخريش الحمضي) والتمسك بها على طول الشبكة المصممة مسبقا. على سبيل المثال، سوف شرائط عمودية مع عرض 0.10 سم تنتج 0.10 سم 2 المناطق الجهاز.
    1. شبكات تصميم مع برامج تحرير وثيقة، طباعة على الورق وموقف تحت الركيزة لتكون بمثابة دليل لتركيب الشريط على شريحة زجاجية شفافة.
      ملاحظة: اعتمادا على تطبيق وخصائص الأحبار، وهذه الشبكات يمكن استخدامها لإنتاج الأجهزة مع تداخل أعلى وأسفل أقطاب في شكل مربع أو مستطيل أو أي شكل مع منطقة قابلة للقياس. على سبيل المثال، بالتناوب شريطين متوازيين من ايتو أنوكل 0.10 سم واسعة، تليها إيداع طبقات النشطة (سيلينيد الكادميوم وتيل كد)، وطبقة الذهب يمكن أن تودع باستخدام نفس نمط استدارة فقط بمقدار 90 درجة إلى تشكيل لجنتين 0.10 سم 2 الأجهزة.
  8. نقع الفيلم الزجاج / ايتو مع شرائط الشريط الالتزام في تمييع الماء الملكي في 60 ° C حتى ايتو يتعرض يذوب، تاركا وراءه الركيزة الزجاج العارية.
  9. إزالة الشريط وغسل الفيلم مع الأسيتون والايثانول لإزالة أي بقايا من شريط لاصق.
  10. وضع قطرات صغيرة من الايبوكسي الفضة على ايتو تجرد واحدة على نهاية الركيزة الزجاج. تسخين هذا على موقد في 150 ° مئوية لمدة 2 دقيقة، تليها التبريد لRT. وستكون هذه بمثابة نقطة الاتصال لقياس الجهاز لأنه من الصعب لإزالة طبقات تيل كد / سيلينيد الكادميوم نشطة بعد الصلب.

تجهيز 3. الحل من سيلينيد الكادميوم، تيل كد والاتحاد الافريقي أفلام

  1. تدور طلاء 28
    1. وضع نمط ايتو-الزجاجالصورة الركيزة على المغطي تدور وملء السطح العلوي من البلورات النانوية سيلينيد الكادميوم قطرة الطلاء.
    2. تدور في 610 x ج لمدة 30 ثانية تليها التجفيف على موقد في 150 ° مئوية لمدة 2 دقيقة. بارد إلى 25 درجة مئوية.
    3. وتراجع فيلم في الكلورين NH 4: الميثانول (المشبعة في 25 ° C) مجموعة حل ل60 ° C. عقد لمدة 15 ثانية ثم تراجع فيلم في وعاء منفصل من الأيزوبروبانول.
    4. الجافة تحت غاز خامل ثم الحرارة على موقد في 380 ° مئوية لمدة 25 ثانية. بارد لRT وشطف الملح الزائد مع الماء المقطر قبل التجفيف تحت غاز خامل.
    5. كرر هذه العملية (3.1.1 - 3.1.4) حتى يتم الوصول إلى السمك المطلوب. عادة، 3 طبقات من سيلينيد الكادميوم تنتج فيلم 60 نانومتر و 6 طبقات من تيل كد تنتج 400 نانومتر تيل كد الفيلم.
  2. رش طلاء 12، 29
    1. جبل الركيزة ايتو من الزجاج عموديا مع الشريط أو مقاطع على حامل صلب مسطح.
    2. ديليوت الحبر تيل كد وسيلينيد الكادميوم إلى 4 ملغ مل - 1 مع الكلوروفورم وتحميل البخاخة بالجاذبية (مجهزة 0.5 ملم إبرة) مع 0.25 مل من الحبر.
    3. ضبط ضغط الغاز الناقل ما بين 10 و 40 رطل. استخدام الضغوط أعلى للأفلام أرق وأكثر سلاسة.
    4. خفض فوهة ورذاذ النانوية الحبر بجوار الركيزة تليها الرش بشكل موحد على الركيزة باستخدام السريعة عمودي الحركة جنبا إلى جنب حيث يتم الاحتفاظ فوهة فرشاة الهواء حوالي 60 ملم من الركيزة. تنظيف البخاخة عن طريق الرش ~ 1 مل الكلوروفورم النقي بعيدا عن الجهاز.
    5. إزالة الركيزة من الجبل وعلاج تيل كد المودعة أو سيلينيد الكادميوم فيلم النانوية مع نفس الإجراء لطلاء تدور (3.1.5) حتى يتم تحقيق سمك المطلوب.
    6. وبالمثل، رش الخلفي الاتصال معدن فيلم النانوية على طبقات نشطة لاستكمال الجهاز. باستخدام نفس الاجراءات المستخدمة لأقطاب ايتو، نمط 0.01 سم شرائح سميكة باستخدامالمنخفض شريط لاصق على الطبقة النشطة عمودي على شرائط ايتو.
    7. تحميل البخاخة مع 2 مل من الحبر النانوية الذهب (الاتحاد الافريقي) (70 ملغ مل -1) تفرقوا في الكلوروفورم.
    8. بعد يترسب فيلم مبهمة الظلام، ترجل الركيزة وإزالة بعناية الشريط قبل التسخين على موقد في 250 درجة مئوية لمدة 20 ثانية. سوف تظهر لون الذهب ويمكن للجهاز أن تبرد إلى RT واختبارها.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وتستخدم زاوية صغيرة أنماط حيود الأشعة السينية للتحقق من التبلور ومرحلة من الفيلم النانوية صلب (الشكل 1A). إذا أحجام الكريستال هي أقل من 100 نانومتر، يمكن تقدير القطر وضوح الشمس مع المعادلة شيرر (المعادلة 1) والتحقق منها مع المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)،
figure-results-1
حيث d هو قطر الكريستال نفسه، K هو عامل الشكل أبعاد لهذه المادة، β هو نصف الحد الأقصى العرض الكامل للذروة حيود الأشعة السينية (XRD)...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وباختصار، يوفر هذا البروتوكول المبادئ التوجيهية للخطوات الرئيسية المشاركة في بناء حل معالجتها جهاز الكتروني من spray- أو تدور طلاء الترسيب. هنا، نحن تسليط الضوء على أساليب جديدة لمعالجة حل شفافة الأفلام موصل أكسيد الإنديوم القصدير (ايتو) على ركائز الزجاج غير موصل. بعد إجراء الحفر سطحي، أقطاب الفردية يمكن تشكيلها قبل طبقات الصورة النشطة-إيداع رذاذ. باستخدام تقنية طبقة تلو طبقة، سيلينيد الكادميوم وتيل كد البلورات النانوية يمكن أن تودع في الهواء في ظل الظروف المحيطة من البخاخة. بعد ص...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تقديره بامتنان لمكتب البحوث البحرية (ONR) للدعم المالي. تم إجراء جزء من هذا العمل بينما حصل البروفيسور تاونسند على زمالة ما بعد الدكتوراه من المجلس الوطني للبحوث (NRC) في مختبر الأبحاث البحرية وهو ممتن للدعم الداخلي من كلية سانت ماري في ماريلاند.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
حمض الأوليك ، 90٪سيجما ألدريتش364525
1-أوكتاديسين ، 90٪سيجما ألدريتشO806من الدرجة الفنية
ثلاثي أوكتيل فوسفين (أعلى) ، 90٪سيجما ألدريتش117854
كلوريد ثلاثي ميثيل سيليل حساس للهواء ، 99.9٪سيجما ألدريتش92360Se حساس للهواء والماء
، 99.5 + ٪سيجما ألدريتش209651
NH4< / sub>Cl ، 99٪Sigma Aldrich9718
CdCl2< / sub> ، 99.9٪Sigma Aldrich202908
CdO شديد السمية ، 99.99٪Strem202894Te شديد السمية
، 99.8٪Strem264865
In (NO3< / sub>) 3< / sub>.< / sup>2.85H2< / sub>O ، 99.99٪Sigma Aldrich326127-50G
SnCl 2< / sub>.< / sup>2H2< / sub>O ، 99.9٪سيجما ألدريتش431508
NH4< / sub>OHسيجما ألدريتش320145الكاوية
NH4< / sub>NO3< / sub> ، 99٪سيجما ألدريتشA9642
HAuCl 4< / sub>.< / sup>3H2< / sub>O ، 99.9٪سيجما ألدريتش520918
بروميد رباعي أوكتيلامونيوم (TMA-Br)سيجما ألدريتش294136
تولوين ، 99.8٪سيجما ألدريتش244511
هيكسانيثيول ، 95٪سيجما ألدريتش234192
NaBH 4< / sub> ، 96٪سيجما ألدريتش71320
هكسان ، 98.5٪سيجما ألدريتش650544
إيثانول ، 99.5٪سيجما ألدريتش459844
ميثانول ، لامائي ، 99.8٪سيجما ألدريتش322415
1-بروبانول ، 99.5٪سيجما ألدريتش402893
2-بروبانول ، 99.5٪ سيجما ألدريتش278475
بيريدين ، > 99٪سيجما ألدريتش360570منقى بالتقطير
هيبتانسيجما ألدريتش246654
الكلوروفورم > 99٪سيجما ألدريتش372978
الأسيتونسيجما ألدريتش34850
شرائح مجهر زجاجيفيشر12-544-4قطع مع قاطع الزجاج
الجاذبية البخاخة التغذويةPaascheVSR90 # 1
إبرة حقنةفيشرCAD4075
محطة اختبار محاكاة الطاقة الشمسيةنيوبورتPVIV-1A
برنامجOrielPVIV 2.0
قارورة قاضية مستديرةSigma AldrichZ723134
قارورة قاضية مستديرةSigma AldrichZ418668
مرشح حقنة بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE)   ؛سيجما ألدريتشZ259926
شريط البولي أميدكابتونKPT-1/8
شريط السيلوفانسكوتش810 شريط
البولي بروبيلين   ؛ أنبوب الطرد المركزيسيجما ألدريتشCLS430290
الفضة الايبوكسيMG للكيماويات8331-14G

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Debnath, R., Bakr, O., Sargent, E. H. Solution-processed colloidal quantum dot photovoltaics: A perspective. Energy Environ. Sci. 4, 4870-4881 (2011).
  2. Tang, J., Sargent, E. H. Infrared Colloidal Quantum Dots for Photovoltaics: Fundamentals and Recent Progress. Adv. Mater. 23, 12-29 (2011).
  3. Ning, Z., Dong, H., Zhang, Q., Voznyy, O., Sargent, E. H. Solar Cells Based on Inks of n-Type Colloidal Quantum Dots. ACS Nano. 8, 10321-10327 (2014).
  4. Yoon, W., et al. Enhanced Open-Circuit Voltage of PbS Nanocrystal Quantum Dot Solar Cells. Sci. Rep. 3, (2013).
  5. Jiaoyan, Z., et al. Enhancement of open-circuit voltage and the fill factor in CdTe nanocrystal solar cells by using interface materials. Nanotechnology. 25, 365203(2014).
  6. Kramer, I. J., et al. Efficient Spray-Coated Colloidal Quantum Dot Solar Cells. Adv. Mater. 27, 116-121 (2015).
  7. Shirasaki, Y., Supran, G. J., Bawendi, M. G., Bulovic, V. Emergence of colloidal quantum-dot light-emitting technologies. Nat. Photonics. 7, 13-23 (2013).
  8. Demir, H. V., et al. Quantum dot integrated LEDs using photonic and excitonic color conversion. Nano Today. 6, 632-647 (2011).
  9. Yu, G., et al. Solution-Processed Graphene/MnO2 Nanostructured Textiles for High-Performance Electrochemical Capacitors. Nano Lett. 11, 2905-2911 (2011).
  10. Ridley, B. A., Nivi, B., Jacobson, J. M. All-Inorganic Field Effect Transistors Fabricated by Printing. Science. 286, 746-749 (1999).
  11. Habas, S. E., Platt, H. A. S., van Hest, M. F. A. M., Ginley, D. S. Low-Cost Inorganic Solar Cells: From Ink To Printed Device. Chem. Rev. 110, 6571-6594 (2010).
  12. Townsend, T. K., Yoon, W., Foos, E. E., Tischler, J. G. Impact of Nanocrystal Spray Deposition on Inorganic Solar Cells. ACS Appl. Mater. Interfaces. 6, 7902-7909 (2014).
  13. Olson, J. D., Rodriguez, Y. W., Yang, L. D., Alers, G. B., Carter, S. A. CdTe Schottky diodes from colloidal nanocrystals. Appl. Phys. Lett. 96, 242103(2010).
  14. Sun, S., Liu, H., Gao, Y., Qin, D., Chen, J. Controlled synthesis of CdTe nanocrystals for high performanced Schottky thin film solar cells. J. Mater. Chem. 22, 19207-19212 (2012).
  15. Chen, Z., et al. Efficient inorganic solar cells from aqueous nanocrystals: the impact of composition on carrier dynamics. RSC Adv. 5, 74263-74269 (2015).
  16. Gur, I., Fromer, N. A., Geier, M. L., Alivisatos, A. P. Air-stable all-inorganic nanocrystal solar cells processed from solution. Science. 310, 462-465 (2005).
  17. Ju, T., Yang, L., Carter, S. Thickness dependence study of inorganic CdTe/CdSe solar cells fabricated from colloidal nanoparticle solutions. J. Appl. Phys. 107, (2010).
  18. MacDonald, B. I., et al. Layer-by-Layer Assembly of Sintered CdSexTe1-x Nanocrystal Solar Cells. ACS Nano. 6, 5995-6004 (2012).
  19. Crisp, R. W., et al. Nanocrystal Grain Growth and Device Architectures for High-Efficiency CdTe Ink-Based Photovoltaics. ACS Nano. 8, 9063-9072 (2014).
  20. Townsend, T. K., et al. Safer salts for CdTe nanocrystal solution processed solar cells: the dual roles of ligand exchange and grain growth. J. Mater. Chem. A. 3, 13057-13065 (2015).
  21. Jasieniak, J., MacDonald, B. I., Watkins, S. E., Mulvaney, P. Solution-Processed Sintered Nanocrystal Solar Cells via Layer-by-Layer Assembly. Nano Lett. 11, 2856-2864 (2011).
  22. Hecht, D. S., Hu, L. B., Irvin, G. Emerging Transparent Electrodes Based on Thin Films of Carbon Nanotubes, Graphene, and Metallic Nanostructures. Adv. Mater. 23, 1482-1513 (2011).
  23. Kim, M. G., Kanatzidis, M. G., Facchetti, A., Marks, T. J. Low-temperature fabrication of high-performance metal oxide thin-film electronics via combustion processing. Nat. Mater. 10, 382-388 (2011).
  24. Townsend, T. K., Foos, E. E. Fully solution processed all inorganic nanocrystal solar cells. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 16458-16464 (2014).
  25. Yu, W. W., Peng, X. Formation of High-Quality CdS and Other II-VI Semiconductor Nanocrystals in Noncoordinating Solvents: Tunable Reactivity of Monomers. Angew. Chem. 114, 2474-2477 (2002).
  26. Brust, M., Walker, M., Bethell, D., Schiffrin, D. J., Whyman, R. Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-phase Liquid-Liquid system. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 0, 801-802 (1994).
  27. Smits, F. M. Measurement of Sheet Resistivities with the Four-Point Probe. Bell Sys. Tech. J. 37, 711-718 (1958).
  28. Yoon, W., Townsend, T. K., Lumb, M. P., Tischler, J. G., Foos, E. E. Sintered CdTe Nanocrystal Thin-films: Determination of Optical Constants and Application in Novel Inverted Heterojunction Solar Cells. IEEE Trans. Nanotechnol. 13, 551-556 (2014).
  29. Foos, E. E., Yoon, W., Lumb, M. P., Tischler, J. G., Townsend, T. K. Inorganic Photovoltaic Devices Fabricated Using Nanocrystal Spray Deposition. ACS Appl. Mater. Interfaces. 5, 8828-8832 (2013).
  30. Nag, A., et al. Metal-free Inorganic Ligands for Colloidal Nanocrystals: S2-, HS-, Se2-, HSe-, Te2-, HTe-, TeS32-, OH-, and NH2- as Surface Ligands. J. Am. Chem. Soc. 133, 10612-10620 (2011).
  31. Panthani, M. G., et al. High Efficiency Solution Processed Sintered CdTe Nanocrystal Solar Cells: The Role of Interfaces. Nano Lett. 14, 670-675 (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة