مقالة منهجية

عملية الحل المدعوم من بخار الضغط المنخفض للفرقة الانضباطي الفجوة خالية من الثقب الرصاص ميثيلامونيوم هاليد بيروفسكيتي الأفلام

DOI:

10.3791/55404

⸱

سبتمبر 8, 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Joint Center for Artificial Photosynthesis, Chemical Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, 2Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley, 3Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, 4Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China, 5Department of Physics, Graduate School of Nanotechnology, University of Trieste, 6TASC Laboratory, IOM-CNR - Istituto Officina dei Materiali, 7Department of Chemistry, University of California, Berkeley, 8Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, 9Joint Center for Artificial Photosynthesis, Lawrence Berkeley National Laboratory

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

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

هنا، نحن نقدم بروتوكول لتوليف CH3NH3الأولى والفصل3NH3ر السلائف وتشكيل اللاحقة خالية من الثقب والمستمر CH3NH3PbI3-سرس الأغشية الرقيقة التطبيق في الخلايا الشمسية عالية الكفاءة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية البصرية.

الملخص

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

واجتذبت بيروفسكيتيس هاليد Organo-الرصاص مؤخرا اهتماما كبيرا للتطبيقات المحتملة الضوئية الأغشية الرقيقة والإلكترونيات الضوئية. وهنا، نقدم بروتوكول لتصنيع هذه المواد عبر طريقة بخار الضغط المنخفض وساعد الحل عملية (ليرة لبنانية-بسب)، التي تعطي كفاءة تحويل الطاقة ~ 19% في مستو هيتيروجونكشن الخلايا الشمسية بيروفسكيتي. أولاً، نحن تقرير توليف يوديد ميثيلامونيوم (CH3NH3أنا) بروميد ميثيلامونيوم (CH3NH3Br) من ميثيلاميني وحمض هاليد المقابلة (مرحبا أو هبر). ثم يصف لنا تصنيع هاليد ميثيلامونيوم قيادة خالية من الثقب والمستمر بيروفسكيتي (CH3NH3مقسم3 مع X = أنا وبرازيلي، Cl وبها خليط) الأفلام مع ليرة لبنانية-بسب. تقوم هذه العملية على خطوتين: ط) تدور-طلاء طبقة متجانسة من الرصاص هاليد السلائف على الركازة، وثانيا) تحويل هذه الطبقة إلى CH3NH3PbI3-سرس بتعريض الركيزة للأبخرة خليط CH 3 NH3الأول والفصل3NH3ر في خفض الضغط و 120 درجة مئوية. من خلال نشر بخار هاليد ميثيلامونيوم بطيئة في السلائف هاليد الرائدة، نحقق النمو البطيء والخاضعة للرقابة لفيلم بيروفسكيتي المستمر، وخاليا من الثقب. ليرة لبنانية-VASP يسمح الاصطناعية الوصول إلى مساحة تكوين هاليد كاملة في الفصل3NH3PbI3-xBrx 0 ≤ x ≤ 3. اعتماداً على تكوين مرحلة البخار، يمكن ضبطها في باندجاب بين 1.6 eV ≤ هز ≤ 2.3 eV. وبالإضافة إلى ذلك، باختلاف تكوين السلائف هاليد ومرحلة البخار، يمكننا أيضا الحصول على CH3NH3PbI3-xClx. الأفلام التي تم الحصول عليها من ليرة لبنانية-VASP استنساخه، المرحلة الصرفة التي أكدتها القياسات حيود الأشعة السينية، وإظهار photoluminescence عالية الغلة الكم. لا تتطلب العملية استخدام الدرج الأمامي.

المقدمة

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

بيروفسكيتيس هاليد الرصاص غير العضوية العضوية المختلطة (CH3NH3مقسم3، س = أنا، Br، Cl) هي فئة جديدة من أشباه الموصلات التي ظهرت سريعاً خلال السنوات القليلة الماضية. هذه الفئة المادية يظهر خصائص أشباه الموصلات ممتازة، مثل معامل امتصاص عالية1والانضباطي bandgap2، تهمة طويلة حاملة نشر طول3، التسامح عيب عالية4وفوتولومينيسسينسي عالية الكم العائد5،6. مزيج فريد من هذه الخصائص تجعل تؤدي هاليد بيروفسكيتيس جذابة جداً للتطبيق في الأجهزة الإلكترونية البصرية، مثل تقاطع واحد7،8 و9الضوئية مولتيجونكشن، الليزر11،12، 10و13من المصابيح.

يمكن ملفقة CH3NH3مقسم3 أفلام بمجموعة متنوعة من الأساليب الاصطناعية14، التي تهدف إلى تحسين كفاءة هذه المواد انتشارية ل تطبيقات الطاقة15. ومع ذلك، الاستغلال الأمثل للأجهزة الضوئية يعتمد على نوعية هاليد بيروفسكيتي الطبقة النشطة، فضلا عن الواجهات الخاصة به مع رسوم انتقائية جهات الاتصال (أي إلكترون وثقب نقل الطبقات)، التي تسهل جمع فوتوكارير في هذه الأجهزة. على وجه التحديد، طبقات النشط المستمر، وخاليا من الثقب ضرورية لتقليل المقاومة التحويلة، مما يؤدي إلى تحسين أداء الجهاز.

بين الطرق الأكثر انتشارا لاختلاق هاليد organo الرائدة هي الأغشية الرقيقة بيروفسكيتي العمليات المستندة إلى الحل والمستندة إلى فراغ. عملية الحل الأكثر شيوعاً يستخدم نسب اكويمولار هاليد الرائدة وهاليد ميثيلامونيوم حله في γ-المادة (GBL)، dimethylformamide (DMF)، ديميثيلسولفوكسيدي ([دمس])، أو خليط من هذه المواد المذيبة. 2 , 16 , يجب أن تسيطر 17 السلائف مولاريتي ونوع المذيب، فضلا عن الصلب درجة الحرارة والوقت والغلاف الجوي، وتحديداً للحصول على الأفلام متواصلة وخالية من الثقب. 16 على سبيل المثال، تحسين التغطية السطحية، تقنية الهندسة المذيبات تجلى تسفر عن كثيفة والغاية زي أفلام. 17 في هذا الأسلوب، (التولوين) غير مذيب هو مقطر على طبقة بيروفسكيتي أثناء حركة الدوران لحل بيروفسكيتي. 17 هذه النهج عادة ما تكون مناسبة تماما هيتيروجونكشنز mesoscopic، التي توظف ميسوبوروس TiO2 كجهة اتصال انتقائية إلكترون مع المجال الاتصال زيادة وتقليل طول النقل الناقل.

ولكن هيتيروجونكشنز المستوية، التي تستخدم اتصالات الانتقائي على أساس رقيقة (عادة TiO2) الأفلام، أكثر من المرغوب فيه لأنها توفر بسيطة وقابلة لتكوين التي يمكن اعتمادها بسهولة أكبر في تكنولوجيا الخلايا الشمسية. ولذلك، تطوير هاليد الرصاص organo بيروفسكيتي الطبقات النشطة التي تظهر عالية الكفاءة والاستقرار ضمن العملية لمستو هيتيروجونكشنز قد تؤدي إلى التقدم التكنولوجي في هذا المجال. ومع ذلك، أحد التحديات الرئيسية افتعال هيتيروجونكشنز مستو تزال ممثلة بتجانس الطبقة النشطة. كما بذلت محاولات قليلة، على أساس عمليات التفريغ، إعداد طبقات موحدة في TiO2 الأغشية الرقيقة. على سبيل المثال، سنايث والمتعاونين أثبتت عملية تبخر مزدوج، التي تسفر عن طبقات بيروفسكيتي عالية متجانسة مع كفاءات التحويل الطاقة العالية للتطبيقات الكهربائية الضوئية. 18 في حين أن هذا العمل يمثل تقدما هاما في هذا المجال، استخدام نظم فراغ عالية وعدم وجود ألواح لتكوين الطبقة النشطة تحد من إمكانية تطبيق هذا الأسلوب. من المثير للاهتمام، قد تحقق التوحيد عالية للغاية مع الحل بخار-وساعدت عملية (فاسب)19 وتعديل الضغط المنخفض فاسب (ليرة لبنانية-فاسب)6،20. بينما يتطلب بسب، المقترحة من يانغ والمتعاونين19، ارتفاع درجات الحرارة، واستخدام صندوق القفازات، ليرة لبنانية--بسب يستند على الصلب طبقة الرصاص السلائف هاليد حضور بخار هاليد ميثيلامونيوم، في تقليل الضغط و درجات حرارة منخفضة نسبيا في فوميهود. هذه الشروط محددة تمكين الوصول مختلطة التراكيب بيروفسكيتي، واختلاق محض CH3NH3PbI3، الفصل3NH3PbI3-xClx, CH3NH3PbI3- سBrxو CH3NH3ببر3 يمكن أن يتحقق بسهولة. على وجه التحديد، يمكن توليفها CH3NH3PbI3-سرس الأفلام أكثر من مساحة التشكيل الكامل مع البصرية الإلكترونية عالية الجودة وإمكانية تكرار نتائج6،20.

هنا، نحن نقدم وصفاً مفصلاً للبروتوكول لتوليف هاليد الرصاص غير العضوي العضوي طبقات بيروفسكيتي عبر بسب ليرة لبنانية، بما في ذلك إجراء توليف السلائف هاليد ميثيلامونيوم. حالما يتم تصنيعه والسلائف، تشكيل CH3NH3مقسم3 أفلام تتكون من إجراء خطوتين التي تضم ط) تدور طلاء/PbBr2PbI2 (PbI2أو PbI2/PbCl 2) السلائف على الركازة زجاجية أو أكسيد القصدير يخدر فلور (إرهابية) مغلفة بالزجاج الركازة مع مستو TiO2، كطبقة النقل الإلكترون، وثانيا) انخفاض ضغط بخار ساعد الصلب في المزائج CH3NH3أنا و CH3NH3ر التي يمكن تعديلها بدقة اعتماداً على باندجاب البصرية المرغوبة (1.6 eV ≤ هز ≤ 2.3 eV). في ظل هذه الظروف، تقديم جزيئات هاليد ميثيلامونيوم في مرحلة البخار ببطء منتشر في الفيلم رقيقة هاليد الرصاص مما أسفر عن الأفلام بيروفسكيتي هاليد المستمر، وخاليا من الثقب. تؤدي هذه العملية توسيع حجم شقين من انطلاق الرصاص هاليد السلائف طبقة إلى بيروفسكيتي هاليد الرصاص غير العضوي العضوي المكتملة. معيار سمك الفيلم بيروفسكيتي هو حوالي 400 نانومتر. فمن الممكن أن تختلف هذه السماكة بين 100-500 شمال البحر الأبيض المتوسط عن طريق تغيير سرعة الدوران طلاء الخطوة الثانية. أسلوب عرض النتائج في الأفلام البصرية الإلكترونية عالية الجودة، الذي يترجم إلى الأجهزة الضوئية مع كفاءات التحويل الطاقة تصل إلى 19% استخدام الاتحاد الأفريقي/سبيرو-أوميتاد/CH3NH3PbI3-سرس/ ضغط TiO2/خلية إرهابية/الزجاج الشمسية الهندسة المعمارية. 21

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

البروتوكول

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

تنبيه: الرجاء مراجعة صحائف بيانات السلامة المادية ذات الصلة (MSDS) قبل الاستخدام. العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في هذه التوليفات حادة السمية والمسرطنة والسامة للتكاثر. وترتبط مخاطر انهيار وانفجار باستخدام خط شلينك. يرجى التأكد من التحقق من سلامة الجهاز الزجاج قبل تنفيذ هذا الإجراء. قد يؤدي الاستخدام غير الصحيح لخط شلينك في رابطة مع فخ باردة النتروجين سائل في تكثيف الأوكسجين السائل (أزرق شاحب) التي يمكن أن تصبح متفجرة. الرجاء التأكد من تلقي المناسب في التدريب المهني من الخبراء قبل استخدام الفراغ-نظم وخطوط شلينك، وسوائل التبريد. الرجاء استخدام جميع ممارسات السلامة المناسبة عند إجراء التجميع بما في ذلك استخدام الضوابط الهندسية (غطاء الدخان) ومعدات الحماية الشخصية (سلامة النظارات، قفازات، معطف مختبر، وكامل طول السراويل، أحذية أغلقت تو). كافة الإجراءات التالية المبينة أدناه تتم بغطاء دخان في الهواء، وما لم يرد بشكل مختلف.

1-إعداد هاليد ميثيلامونيوم

  1. 250 مل جولة أسفل قارورة مزودة بشريط ضجة، إضافة الإيثانول (100 مل) وميثيلاميني (190 ملمول، مل 16.5، 40% بالوزن في ح 2 س)، وبارد قارورة إلى 0 درجة مئوية مع حمام الثلج.
  2. بينما هو إثارة الحل ميثيلاميني (لحوالي 5 دقائق في الثورة 600 في الدقيقة (لفة في الدقيقة))، أضف مرحبا (76 ملمول، 10 مل، 57% بالوزن في ح 2 س) أو HBr (76 ملمول، 8.6 مل، 48% بالوزن في ح 2 س) دروبويسي، وختم قارورة مع حاجز.
  3. السماح برد فعل على إثارة ح 2 في 0 ˚C-
  4. إزالة قارورة رد فعل من حمام الثلج وتتبخر المكونات المتطايرة المذيبات والممتص في خفض الضغط (~ 50 عربة) مع مبخر دوارة مجهزة بحمام مائي في 60 ˚C ح 4 أو حتى تتم إزالة التطاير.
  5. إلى ريكريستاليزي الصلبة الناتجة عن ذلك، إضافة الإيثانول الحارة (~ 50 درجة مئوية) (100 مل) وحل المواد المتبقية-
  6. ببطء إضافة الاثير ثنائي إثيل (200 مل) للحث على بلورة من مادة صلبة بيضاء.
  7. فراغ تصفية الخليط فوق عامل تصفية أطل زجاج خشنة 50 مم-
  8. استعادة المادة طافية وإضافة الاثير ثنائي إثيل (200 مل) للحث على بلورة إضافية بيضاء صلبة. الفراغ تصفية الخليط فوق عامل تصفية أطل زجاج خشنة 50 مم ثانية-
  9. الجمع بين المواد الصلبة البيضاء على تصفية أطل زجاج خشنة 50 مم، وأثناء تصفية الفراغ، غسل المسحوق الناتج مع إثيل الاثير ثلاثة إضعاف (~ 30 مل كل مرة).
  10. الجافة الصلبة البيضاء تحت الفراغ. ينتج هذا الإجراء (58.9 ملمول، 9.360 ز، 77 في المائة) من يوديد ميثيلامونيوم (CH 3 NH 3 أنا) و (55.5 ملمول، 6.229 ز، 73 في المائة) بروميد ميثيلامونيوم (CH 3 NH 3 Br).
  11. المخزن في الظلام وفي مجفف في درجة حرارة الغرفة للتقليل من التحلل مع مرور الوقت-

2. إعداد "أفلام رقيقة هاليد يؤدي ميثيلامونيوم" (CH 3 NH 3 PbI 3-س ر س) 6 ، 20

أنبوب تكييف السابقة من شلينك
    1. التحميل 50 مل شلينك الأنبوبة (قطره 2.5 سم) مع 0.1 غرام هاليد ميثيلامونيوم. لمنع المواد الكيميائية العالقة على جدران أنبوب اختبار، استخدم اسطوانة ورقة وزنها لتحويل هاليد ميثيلامونيوم إلى الأنبوب.
      ملاحظة: نسبة I/(I+Br) النهائية في الفصل 3 NH 3 PbI 3-س ر س يتحدد تكوين هاليد ميثيلامونيوم في أنبوبة الاختبار. على سبيل المثال، لتحقيق نسبة 30% أنا المحتوى، أنبوب شلينك يتم تحميلها مع ز 0.03 CH 3 NH 3 أنا و 0.07 ز CH 3 NH 3 فرع الفعلية التي تم الحصول عليها من التراكيب قد تختلف مع الإعداد التجريبية، معايرة ذلك شروط التوليف ومن الضروري التراكيب مستهدفة محددة العائد. في هذه الحالة، تم إنجاز ذلك عن طريق قياس محتوى هاليد في الأفلام المركبة عن طريق الطاقة المشتتة التحليل الطيفي بالأشعة السينية (EDX)-
    2. استخدام خط شلينك مزودة بمضخة دوارة للاتصال وإجلاء الأنبوب. ضبط الضغط إلى 0.185 تور. ثم تزج أنبوبة الاختبار في حمام زيت سيليكون قبل تسخينها إلى 120 درجة مئوية، مع محرض مغناطيسي (600 لفة في الدقيقة) ح 2 (تكييف قبل أنبوب شلينك)-
      ملاحظة: تسمح هذه الخطوة للتسامي السلائف ميثيلامونيوم على طول جانبي الأنبوب شلينك. من المهم ضمان تسأم السلائف ميثيلامونيوم خلال ساعتين تكييف لما قبل. وسوف تتكثف طبقة رقيقة من السلائف ميثيلامونيوم على طول جانبي الأنبوب شلينك لتغطية انخفاض نصف الأنبوبة. إذا لم يلاحظ تسأم السلائف ميثيلامونيوم أو يحدث بسرعة كبيرة جداً، تحقق إذا كان ضغط خط شلينك ودرجة حرارة الحمام زيت صحيحة، أو محاولة استخدام السلائف هاليد ميثيلامونيوم الطازجة.
    3. "شلينك إزالة" أنبوب من حمام الزيت وترك هاليد ميثيلامونيوم تحت يركب تتدفق ن 2 تجنب تناول الرطوبة.
  2. إعداد الركيزة
    1. Sonicate الركازة واحد (زجاج أو إرهابية مغلفة الزجاج، 14 x 16 ملم 2) مع الماء (~ 3 مل) الذي يحتوي على مواد التنظيف لمدة 15 دقيقة في أنبوب اختبار (قطرها 1.5 سم وارتفاع 15 سم) في 35 كيلو هرتز.
    2. تجاهل المنظفات والماء بواسطة الشطف بماء عالي النقاوة (~ 10 مل) 5 مرات.
    3. نبذ الماء عالي النقاوة وإضافة الأسيتون (~ 3 مل)، و sonicate لمدة 15 دقيقة على 35 كيلو هرتز-
    4. تجاهل الأسيتون، وإضافة الايزوبروبانول (~ 3 مل)، و sonicate لمدة 15 دقيقة على 35 كيلو هرتز-
    5. تجاهل الايزوبروبانول واسترداد الركيزة من أنبوبة الاختبار مع ملاقط الجاف لأنه يحمل بندقية 2 ن 15 س.
    6. TiO إيداع 2 ضغط الطبقة (100 nm) على إرهابية الزجاج ركائز بالتبخر شعاع الإلكترون في درجة حرارة الركازة 350 درجة مئوية، ومعدل ترسيب 0.5/s باستخدام التناوب الركازة. 21
  3. إعداد الحل السلائف هاليد الرصاص
    1. لإعداد ماببي 3-x Brx (0 < x < 3)، حل PbI 2 (0.8 ملمول، ز 0.369) وببر 2 (0.2 ميللي مول، 0.073 ز) في 1 مل DMF لتحقيق تركيز نهائي من 0.8 PbI 2 و 0.2 متر مربع من ببر 2. Sonicate لمدة 5 دقائق في 35 كيلو هرتز إلى حل تماما السلائف.
      1. للإعداد من اليود النقي أو الأفلام البروم، حل PbI 2 (1 ملمول، 0.461 ز) أو ببر 2 (0.8 ملمول، ز 0.294) في 1 مل DMF، لتحقيق تركيز نهائي من 1 و 0.8 متر مربع، على التوالي. Sonicate لمدة 5 دقائق في 35 كيلو هرتز إلى حل تماما السلائف.
      2. لإعداد أفلام بيروفسكيتي يوديد الرصاص ميثيلامونيوم يخدر الكلور، حل PbI 2 (0.369 ز) وببكل 2 (0.056 ز) في 1 مل DMF، لتحقيق تركيز نهائي من 0.8 PbI 2 و 0.2 متر مربع ببكل 2. Sonicate لمدة 5 دقائق في 35 كيلو هرتز إلى حل تماما السلائف.
    2. تصفية الحل السلائف مع عامل تصفية بوليتيترافلوريثيليني (PTFE) 0.2 ميكرومتر.
  4. يؤدي ترسب هاليد
    1. الحرارة قبل الحل السلائف على صفيحة تعيين إلى 110 درجة مئوية للحد الأدنى 5
    2. مع ميكروبيبيتي، إسقاط 80 ميكروليتر من محلول السلائف هاليد الرصاص قبل ساخنة على الركازة غير الدورية (زجاج أو TiO 2 أودعت في إرهابية مغلفة الزجاج؛ حجم 14 × 16 مم 2). تدور 500 لفة في الدقيقة 5 s بمعدل تسارع s 500 لفة في الدقيقة -1، و 1500 لفة في الدقيقة لمدة 3 دقائق مع أكسيليراتيعلى معدل 1500 دورة في الدقيقة s -1-
    3. في فوميهود، جاف الفيلم السلائف لمدة 15 دقيقة عند 110 درجة مئوية على صفيحة تحت تتدفق N 2-
      ملاحظة: يستخدم طبق كريستاليزينج ووضعها فوق الركيزة للسماح تمهيدا لتجف في جو 2 ن. تغيير سمك الفيلم بيروفسكيتي الناتجة عن ذلك، يمكن أن تختلف سرعة الدوران-طلاء والخطوة الثانية من 1200 إلى 12,000 لفة في الدقيقة لتحقيق سمك الفيلم في المجموعة من 500 إلى 100 نانومتر. يمكن استخدام الحل السلائف المخفف لمواصلة تقليل سمك الفيلم،.
  5. ساعد بخار الصلب
    1. تحميل العينة في أنبوب شلينك (أعدت وفقا للتعليمات الواردة في الفقرة 2.1.2). ضبط الضغط لعربة 0.185.
      ملاحظة: العينة يجلس في أنبوبة الاختبار أعلاه هاليد ميثيلامونيوم دون أن يكون على اتصال مباشر معها. إلى إبطاء إدماج ميثيلامونيوم، السطح هاليد الرصاص تتجه إلى الوجه بعيداً عن هاليد ميثيلامونيوم.
    2. تزج أنبوب شلينك محملة بالعينة في حمام زيت سيليكون تسخينها إلى 120 درجة مئوية ل 2 حاء
    3. أخذ العينة وشطفه بسرعة بالغمس في كوب المحتوية على كحول الأيزوبروبيل. فورا تجف العينة مشطوف مع بندقية 2 ن.
      ملاحظة: إعداد نقية CH 3 NH 3 PbI 3 استخدام PbI 2 هاليد السلائف ويوديد ميثيلامونيوم نقية في الخطوة انلينغ المدعومة من بخار. إعداد CH 3 NH استخدام 3 ببر 3 ببر 2 هاليد السلائف وبروميد ميثيلامونيوم نقية في الخطوة انلينغ ساعد بخار.

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

النتائج

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

أطياف الرنين المغناطيسي النووي (الرنين المغناطيسي النووي) بروتون اتخذت بعد التوليف هاليد ميثيلامونيوم للتحقق من نقاء جزيء (الشكل 1). مسح صور المجهر الإلكتروني (SEM) تم الحصول عليها قبل وبعد البخار الصلب (الشكل 2) لتحديد خصائص مورفولوجية وتجانس السلائف هاليد الرصاص مختلطة وال CH3NH3PbI3-سرس الأفلام. وقد جمعت أنماط حيود الأشعة السينية (XRD) لتأكيد نقاوة المرحلة وتحويل هاليد تؤدي إلى الفصل...

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

المناقشة

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

من أجل افتعال هيتيروجونكشنز بيروفسكيتي مستو organo الرائدة عالية الكفاءة، تجانس الطبقة النشطة شرطا أساسيا. فيما يتعلق بالقائمة الحل2،،من1617 ومنهجيات19 المستندة إلى فراغ18،، لدينا عملية ملحوظ قابلة لتشكيل ألواح من الطبقة النشطة التي يمكن أن تكون وتوليفها عبر كامل CH3NH3PbI3-xx Br تكوين الفضاء مع البصرية الإلكترونية عالية الجودة...

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

الإفصاحات

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

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

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

بيروفسكيتي عملية التنمية، وتوليف رقيقة، الخصائص الهيكلية والمورفولوجية أجريت في مركز مشترك "الاصطناعية التمثيل الضوئي"، ومركز الابتكار الطاقة الكيان التشغيلي المعين، المدعومة من خلال "مكتب العلم" "الإدارة الأميركية" من الطاقة في إطار جائزة رقم دي-SC0004993. C.M.S.-F. وتسلم الدعم المالي من "مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية" (P2EZP2_155586).

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

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
بروميد الرصاص (II) ، 99.999٪سيجما ألدريتش398853سمية حادة ، الرصاص المسرطن
(II) اليوديد ، 99.9985٪ألفا إيسار12724سمية حادة ، حساسة للضوء
N ، N-Dimethylformamide ، > 99.9٪سيجما ألدريتش270547سمية حادة ، قابلة للاشتعال ؛ تخزينها في مكان جيد التهوية
كحول الأيزوبروبيل ، 99.5٪BDHBDH1133-4LPقابل للاشتعال
حوالي 40٪ في الماءTCIM0137سمية حادة وقابلة للاشتعال ؛
حمض هيدروبروميك المسببة للتآكل 48 بالوزن ٪ في H2O ، & ge ؛ 99.99٪سيجما ألدريتش339245سمية حادة ، أكالة ؛ حساسة للهواء والضوء ؛ تخزينها في مكان جيد التهوية
حمض الهيدريويديك 57 بالوزن في H2O ، مقطر ، مستقر ، 99.95٪سيجما ألدريتش210021تآكل ؛ حساس للهواء والضوء ؛ يخزن في مكان جيد التهوية < br / > درجة حرارة التخزين الموصى بها 2/8 درجة ؛ C; حساسية للهواء والضوء
إيثيل الأثير اللامائية BHT مستقرة / معتمدة ACSفيشر للكيماوياتE 138-4سمية حادة ، مادة إيثانول قابلة للاشتعال
مشوهة (كحول كاشف) ، ACSBDHBDH1156-4LPقابل للاشتعال
Sigma-Aldrich242985يستخدم لتنظيف الركيزة
نظام تنقية المياه Milli-QIntegral 3EMD Milliporeموزع ZRXQ003WWللمياه فائقة
النقاء أكسيد رقيق مطلي بالفلور (FTO) زجاجرقيق مطلي بالزجاج المخصصالأبعاد 13.8 مم × 15.8 مم & plusmn ؛ 0.2 مم ، سمك 2.3 مم ± ؛ 0.1 مم ؛ FTO: الأبعاد 3000 & Aring ؛ ± 100 & Aring ؛ المقاومة 7-10 أوم / متر مربع ، ناقل الحركة 82٪ @ 550nm)
ركائز الزجاجC & amp علمي - العرض الأول9101-EPlain. الطول: 75 مم ، العرض: 25 مم ، السماكة: 1 مم
منظف بالموجات فوق الصوتية مع مؤقت وسخان رقميVWR97043-9922.8 لتر (0.7 جالون)24 لتر × 14 عرض × 10 عمق سم (97/16 × 51/2 × 315/16 بوصة)
الرنين المغناطيسي النووي المتقدم 500بروكرZ115311
الكم 250 FEG مجهر إلكتروني ماسحFEI743202032141مزود بكاشف الأشعة السينية المشتت للطاقة Bruker Xflash 5030
حيود الأشعة السينية SmartLabRigaku2080B411باستخدام النحاس K & alpha الإشعاع عند 40 كيلو فولت و 40 مللي أمبير
ميثيل أمين صابون Alconoxdetergent : مقياس

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. De Wolf, S., et al. Organometallic Halide Perovskites: Sharp Optical Absorption Edge and Its Relation to Photovoltaic Performance. J. Phys. Chem. Lett. 5 (6), 1035-1039 (2014).
  2. Noh, J. H., Im, S. H., Heo, J. H., Mandal, T. N., Seok, S. I. Chemical Management for Colorful, Efficient, and Stable Inorganic-Organic Hybrid Nanostructured Solar Cells. Nano Lett. 13 (4), 1764-1769 (2013).
  3. Stranks, S. D., et al. Electron-Hole Diffusion Lengths Exceeding 1 Micrometer in an Organometal Trihalide Perovskite Absorber. Science. 342 (6156), 341-344 (2013).
  4. Oga, H., Saeki, A., Ogomi, Y., Hayase, S., Seki, S. Improved Understanding of the Electronic and Energetic Landscapes of Perovskite Solar Cells: High Local Charge Carrier Mobility, Reduced Recombination, and Extremely Shallow Traps. J. Am. Chem. Soc. 136 (39), 13818-13825 (2014).
  5. Deschler, F., et al. High Photoluminescence Efficiency and Optically Pumped Lasing in Solution-Processed Mixed Halide Perovskite Semiconductors. J. Phys. Chem. Lett. 5 (8), 1421-1426 (2014).
  6. Sutter-Fella, C. M., et al. High Photoluminescence Quantum Yield in Band Gap Tunable Bromide Containing Mixed Halide Perovskites. Nano Lett. 16 (1), 800-806 (2016).
  7. Chen, W., et al. Efficient and stable large-area perovskite solar cells with inorganic charge extraction layers. Science. 350 (6263), 944-948 (2015).
  8. Bi, D., et al. Efficient luminescent solar cells based on tailored mixed-cation perovskites. Sci. Adv. 2 (1), e1501170(2016).
  9. Werner, J., et al. Efficient Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cell with Cell Area >1 cm2. J. Phys. Chem. Lett. 7 (1), 161-166 (2016).
  10. Kranz, L., et al. High-Efficiency Polycrystalline Thin Film Tandem Solar Cells. J. Phys. Chem. Lett. 6 (14), 2676-2681 (2015).
  11. Xing, G., et al. Low-temperature solution-processed wavelength-tunable perovskites for lasing. Nat. Mater. 13, 476-480 (2014).
  12. Deschler, F., et al. High Photoluminescence Efficiency and Optically Pumped Lasing in Solution-Processed Mixed Halide Perovskite Semiconductors. J. Phys. Chem. Lett. 5 (8), 1421-1426 (2014).
  13. Tan, Z. -K., et al. Bright light-emitting diodes based on organometal halide perovskite. Nat. Nanotechnol. 9, 687-692 (2014).
  14. Stranks, S. D., Snaith, H. J. Metal-halide perovskites for photovoltaic and light-emitting devices. Nat. Nanotechnol. 10, 391-402 (2015).
  15. Saliba, M., et al. Cesium-containing triple cation perovskite solar cells: improved stability, reproducibility and high efficiency. Energy Environ. Sci. 9, 1989-1997 (1989).
  16. Eperon, G. E., Burlakov, V. M., Docampo, P., Goriely, A., Snaith, H. J. Morphological Control for High Performance, Solution-Processed Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 24 (1), 151-157 (2014).
  17. Jeon, N. J., et al. Solvent engineering for high-performance inorganic-organic hybrid perovskite solar cells. Nat. Mater. 13, 897-903 (2014).
  18. Liu, M., Johnston, M. B., Snaith, H. J. Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition. Nature. 501, 395-398 (2013).
  19. Chen, Q., et al. Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells via Vapor-Assisted Solution Process. J. Am. Chem. Soc. 136 (2), 622-625 (2014).
  20. Li, Y., et al. Fabrication of Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells by Controlled Low-Pressure Vapor Annealing. J. Phys. Chem. Lett. 6 (3), 493-499 (2015).
  21. Li, Y., et al. Defective TiO2 with high photoconductive gain for efficient and stable planar heterojunction perovskite solar cells. Nat. Commun. 7, 12446(2016).
  22. Gonzalez-Carrero, S., Galian, R. E., Pérez-Prieto, J. Maximizing the emissive properties of CH3NH3PbBr3 perovskite nanoparticles. J. Mater. Chem. A. 3, 9187-9193 (2015).
  23. Zhou, H., et al. Antisolvent diffusion-induced growth, equilibrium behaviours in aqueous solution and optical properties of CH3NH3PbI3 single crystals for photovoltaic applications. RSC Adv. 5, 85344-85349 (2015).

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