Summary
Dieses Protokoll beschreibt die Synthese und die Lösungsabscheidung von anorganischen Nanokristalle Schicht für Schicht-Dünnfilm-Elektronik auf nichtleitenden Oberflächen zu erzeugen. Solvent-stabilisierten Tinten können folgende nach der Abscheidung Ligandenaustausch und Sintern komplette Photovoltaik-Anlagen auf Glassubstraten durch Spin und Spritzbeschichtung erzeugen.
Abstract
Wir zeigen, ein Verfahren zur Herstellung der Lösung vollständig verarbeitet anorganischen Solarzellen aus einer Spin-Beschichtung und Abscheidung von Nanokristall Tinten sprühen. Für die photoaktiven Absorberschicht werden kolloidale CdTe und CdSe-Nanokristalle (3-5 nm) synthetisiert eine inerte heiße Injektionstechnik unter Verwendung von und mit Fällungen gereinigt, um überschüssige Ausgangs Reagenzien zu entfernen. In ähnlicher Weise Gold-Nanokristalle (3-5 nm) werden unter Umgebungsbedingungen synthetisiert und in organischen Lösungsmitteln gelöst. Zusätzlich Vorläuferlösungen für transparente leitende Indium-Zinn-Oxid (ITO) Filme aus Lösungen von Indium- und Zinn-Salze mit einem reaktiven Oxidationsmittel gepaart hergestellt. Schicht-für-Schicht werden diese Lösungen auf einem Glassubstrat abgeschieden folgenden Annealing (200-400 ° C), um die Nanokristallsolarzelle (Glas / ITO / CdSe / CdTe / Au) zu bauen. Vorglühen Ligandenaustausch ist für CdSe und CdTe - Nanokristalle erforderlich , wenn Filme eingetaucht werden in NH 4 Cl: Methanol langkettiger , nativer liga zu ersetzennds mit kleinen anorganischen Cl - Anionen. NH 4 Cl (s) wurde als Katalysator zu wirken für die Sinterreaktion gefunden (als nicht-toxische Alternative zu dem herkömmlichen CdCl 2 (s) Behandlung) , was zu Kornwachstum (136 ± 39 nm) bei der Erwärmung. Die Dicke und die Rauheit der hergestellten Filme werden mit SEM und optische Profilometrie gekennzeichnet. FTIR verwendet, um den Grad der Ligandenaustausch vor dem Sintern zu bestimmen und XRD verwendet wird, um die Kristallinität und die Phase jedes Material zu verifizieren. UV / Vis-Spektren zeigen eine hohe Transmission für sichtbares Licht durch die ITO-Schicht und einer Rotverschiebung in der Absorption der Cadmium-Nanokristallen nach dem Tempern. Strom-Spannungs-Kurven der abgeschlossenen Geräte werden unter simulierten eine Sonnenbeleuchtung gemessen. Kleine Unterschiede in Abscheidungstechniken und Reagenzien während der Ligandenaustausch verwendet wurden, einen starken Einfluss auf die Eigenschaften der Vorrichtung zu haben, gezeigt. Hier untersuchen wir die Wirkung von chemocal (Sintern und Ligandenaustauschmittel) und physikalische Behandlungen (Lösungskonzentration, Spritzdruck, Glühzeit und Glühtemperatur) auf Photovoltaik-Leistung der Vorrichtung.
Introduction
Aufgrund ihrer einzigartigen Schwelleneigenschaften haben anorganische Nanokristall Tinten - Anwendungen in einer Vielzahl von elektronischen Geräten , einschließlich Photovoltaik gefunden . 1 - 6 Leuchtdioden, 7, 8 Kondensatoren 9 und die Transistoren 10 Dies ist auf die Kombination der hervorragenden elektronischen fällig ist und optischen Eigenschaften von anorganischen Materialien und deren Lösung die Kompatibilität auf der Nanoskala. Bulk anorganische Materialien sind typischerweise nicht löslich und werden daher auf eine hohe Temperatur, Niederdruck-Vakuumabscheidungen begrenzt. Wenn sie jedoch auf der Nanoskala mit einem organischen Ligandenhülle hergestellt, können diese Materialien in organischen Lösungsmitteln und aus der Lösung (Drop-, Tauch-, Spin-, Sprüh- Beschichtung) aufgebracht dispergiert werden. Diese Freiheit zu beschichten große und unregelmäßige Oberflächen mit elektronischen Geräten reduziert die Kosten dieser Technologien , während auch möglich Nischenanwendungen zu erweitern. 6, 11 p>, 12
Lösungsverarbeitung von Cadmium (II) Tellurid (CdTe), Cadmium (II) Elenid (CdSe), Cadmium (II) sulfid (CdS) und Zinkoxid (ZnO) anorganische aktive Halbleiterschichten hat , um photovoltaische Bauelemente geführt Effizienzen (Ƞ) erreichen für Metall-CdTe Schottky - Übergang CdTe / Al (Ƞ = 5,15%) 13, 14 und mit Hetero CdS / CdTe (Ƞ = 5,73%), 15 CdSe / CdTe (Ƞ = 3,02%), 16, 17 ZnO / CdTe (Ƞ = 7,1 %, 12%). 18, 19 im Gegensatz zur Vakuumabscheidung von CdTe bulk Geräte müssen diese Nanokristallfilme Ligandenaustausch nach der Abscheidung zu unterziehen langkettigen organischen Liganden zu entfernen nativer und isolierende , die eine effiziente Elektronentransport durch die Folie zu verbieten. Zusätzlich Sintern Cd- (S, Se, Te) während Erhitzen in Gegenwart eines geeigneten Salzkatalysators auftreten. Vor kurzem wurde es found daß nicht toxische Ammoniumchlorid (NH 4 Cl) kann zu diesem Zweck als Ersatz für die üblicherweise verwendeten Cadmium (II) -chlorid (CdCl 2) verwendet werden , 20 , um den abgelagerten Nanokristall - Film in NH 4 Cl Durch Eintauchen. Methanollösungen, die Ligandenaustauschreaktion tritt bei Exposition gegenüber der wärmeaktivierbaren NH 4 Cl Sinter Katalysators gleichzeitig. Diese Folien werden hergestellt erhitzt Schicht- für -Schicht die gewünschte Dicke der photoaktiven Schichten zu bauen. 21
Jüngste Fortschritte in der transparenten leitfähigen Filmen (Metall - Nanodrähte, Graphen, Kohlenstoff - Nanoröhren, die Verbrennung verarbeitet Indium - Zinn - Oxid) und leitfähigen Metall - Nanokristall - Tinten haben gebaut , um die Herstellung von flexiblen oder gebogenen Elektronik auf beliebige nichtleitenden Oberflächen geführt. 22, 23 In dieser Präsentation wir die Herstellung jeder Vorläufer Tintenlösung einschließlich der aktiven Schichten (CdTe und CdSe-Nanokristalle) demonstrieren, die Transpaleitende Oxid - Elektrode mieten (dh Indium dotiertes Zinnoxid, ITO) und der Rückmetallkontakt eine abgeschlossene anorganischen Solarzelle vollständig aus einem Lösungsverfahren. 24 Hier stellen wir das Sprühverfahren und die Bauteilschicht Strukturierungs Architekturen auf nichtleitenden zu konstruieren Glas. Diese detaillierte Video-Protokoll soll Forschern zu helfen, die entwerfen und Gebäudelösung verarbeitet Solarzellen; jedoch sind die gleichen hier beschriebenen Techniken anwendbar auf einen weiten Bereich von elektronischen Geräten.
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Protocol
Hinweis: Bitte konsultieren Sie alle relevanten Materialien Sicherheitsdatenblätter (MSDS) vor dem Gebrauch. Viele der Vorläuferlösungen und Produkte sind gefährlich oder krebserregend. Besondere Beachtung sollte wegen des einzigartigen Sicherheitsbedenken gerichtet zu Nanomaterialien, die auf ihre Masse Pendants verglichen entstehen. Geeignete Schutzausrüstung sollte während dieses Verfahrens jederzeit getragen (lange Hosen und geschlossene Schuhe, die vorne Schutzbrillen, Gesichtsschutz, Handschuhe, Kittel,) werden.
1. Synthese von Nanokristalline Precursor-Tinten
- CdSe und CdTe - Tinten 18, 25
- In einer inerten Glovebox Atmosphäre kombinieren 0,24 g (0,0019 mol) Tellur (Te) für CdTe (oder 0,1527 g (0,0019 mol) Selen (Se) für CdSe) Pulver mit 4,39 g (0,012 mol) Trioktylphosphin (TOP) in 5 ml-Rundkolben (RBF).
- Siegel diesen Kolben mit einem Gummiseptum und entfernen aus Glovebox zur Beschallung (40 kHz) in einem erwärmten (60 ° C)Wasserbad, bis das gesamte feste Te oder Se aufgelöst hat (ca. 20 min). Beiseite 5 ml 1-Octadecen (1-ODE).
- Getrennt davon wurde in einem sauberen und trockenen 3-Hals-250 ml RBF mit einem magnetischen Rührstab, kombinieren 0,48 g (0,0037 mol) Cadmium (II) -oxid (CDO) Pulver mit 4,29 g (0,015 mol) Ölsäure (OA) und 76 ml 1-Octadecen. Überprüfen Sie Gläser für Mängel vor der Verwendung und montieren alle Glas-Glasverbindungen mit hoher Temperaturvakuumfett.
- Schließen Sie eine Vakuumpumpe und ein Inertgas (Argon, Ar oder Stickstoff, N 2) Quelle auf Low - Flow in den Kolben durch eine Glas - Schlenk - Leitung mindestens einen Hals des RBF frei Verlassen des TOP-Chalkogenid Vorstufe zu injizieren. Legen Temperaturfühler direkt in die Lösung von einem der Hälse und Dichtung.
- Set mit der höchsten Geschwindigkeit zu rühren und die eingestellte Temperatur auf 110 ° C unter Vakuum für 30 min.
Hinweis: mehr als 250 ° C der Ölsäurekomponente verschlechtern können von farblos durch einen Farbwechsel angegebenGelb. - Umschalten von Vakuum auf Inertgas einen leicht positiven Druck in dem Kolben zu bauen. Stellen Sie den Gasstrom zu einem Niederdruck (~ 1 psi). Blasen sollte bei einer Frequenz von 1-5 Hz in dem Öl Bubbler werden bilden.
- Getrennt bereiten mit einem Gummiseptum gekrönt mit einer Glashalsverlängerung. Bringen Sie eine Spritzennadel an der Schlenklinie Schlauch.
- Pierce die Spritzennadel in das Septum zu ermöglichen, um Druck abzulassen. Denken Sie daran, leicht die Verbindung mit Vakuumfett einfetten.
- Zu diesem Zeitpunkt schnell zu entfernen, die obere Glasstöpsel aus dem Reaktionskolben und ersetzen sie durch eine Glasverlängerung. Überschüssige Inertgas wird durch den Kolben strömen, und dies wird mit Luftblasen aus dem Öl-Blasenschwellen angegeben werden.
- Schließen Sie die Original Inertgasquelle und öffnen Sie die zweite Entlüftungs einen langsamen kontrollierten Strom von Inertgas in die Oberseite des Kolbens während der Rest der Synthese zu ermöglichen.
- Erhöhen Sie die Temperatur der Lösung auf 260 ° C für CdTe (250 ° C für CdSe) und warten, bis die Lösung von einer leichten braun wird vollständig farblos und transparent.
- Sobald die gewünschte Reaktionstemperatur erreicht ist, bereiten eine Spritze zur Injektion durch den TOP-Chalkogenid Vorstufe zu extrahieren und den zusätzlichen 5 ml 1-ODE.
- In einem Schritt entfernen Sie den Heizmantel zu rühren und zu injizieren, während weiterhin schnell die TOP-Chalkogenid / 1-ODE-Gemisch.
- Anschließend Lösung auf RT (~ 30 min) und zu überwachen Farbänderungen als Quanten beschränkt Partikel Samen Form abkühlen lassen und in größere Nanokristalle wachsen. CdSe ist eine tiefrote Farbe und CdTe ist ein dunkelbraun.
- Direkt in den Kolben, 25 ml Heptan und 100 ml Ethanol, um das Produkt auszufällen. Transfer 40 ml Aliquots in ein 50 ml Zentrifugenröhrchen eingewogen und 5 ml Toluol und 5 ml Ethanol-Fällung zu vervollständigen.
- Zentrifugieren Sie das Produkt bei 1.722 × g für 2 Minuten oder bis der Überstand ist transparent. Dekantieren Überstand und kombinieren solide produkt in einen 5 ml RBF durch Zugabe von 0,5 ml Toluol und 5 ml Pyridin destilliert, um die Nanokristalle zu dispergieren. ACHTUNG: Führen Sie alle Pyridin Experimente unter dem Abzug.
- Spülen Sie das RBF mit Inertgas und dann versiegeln mit Gummiseptum. Bringen Sie Heizmantel und bringen bis 85 ° C. Entlasten Sie keinen Druck eine Nadel kurz in die Gummimembran eingesetzt werden. Weiter erhitzt und sanft für 18 Stunden gerührt wurde.
- Nach Pyridin Austausch kombinieren CdTe oder CdSe Produkt und 40 ml Hexan und Zentrifuge bei 1722 × g für 2 Minuten oder bis zum Überstand ist farblos. Dekantieren Überstand und mit 5 ml destilliertem Pyridin und 5 ml 1-Propanol. Flush Kolben mit Inertgas und beschallen (40 kHz) dieser Mischung für 30 min. Sammeln Sie den Überstand und verwerfen alle festen Produkt.
- Filtern, um die Tinte durch eine 1 um Polytetrafluorethylen (PTFE) Spritzenfilter zu groß oder aggregierte Teilchen zu entfernen. Messen der Konzentration der Tinte durch Trocknen und Wiegen von 1 ml. Typische Konzentrationen are 40 mg ml -1 für CdTe und 16 mg ml -1 für CdSe.
- Verdünnte Tinte mit Pyridin / 1-propanol nach Bedarf. Shop Tinte unter Inertgas während nicht in Gebrauch ist.
- Au Ink 26
- In einem 500 - ml - Erlenmeyerkolben unter Rühren kombiniert 1,518 g (0,00385 mol) Gold (III) chlorid - trihydrat, HAuCl 4. 3H 2 O und 126 ml H 2 O , um eine gelbe Lösung zu erzeugen.
- Fügen Sie eine vorgemischte Lösung von 9,52 g (0,0174 mol) Tetraoctylammoniumbromid in 334 ml Toluol.
- Als nächstes fügen Sie den Liganden, 0,452 g (0,00382 mol) Hexanthiol in 2 ml Toluol.
- Schließlich separat kombinieren, 1,58 g (0,0418 mol) Natriumborhydrid (NaBH 4) mit 105 ml H 2 O und sofort dieses sprudelnden hinzufügen Reduktionslösung tropfenweise zur Reaktionskolben.
- bei RT in Luft für 3 h, trenne die organische Phase mit einem Scheidetrichter nach dem Rühren.
- Verwenden Sie einen Rotationsverdampfer zu reduzierendas Volumen auf 20 ml und waschen Sie diese Tinte mit 50 ml Hexan und 200 ml Methanol. Ausfällen Feststoff mit Zentrifugation bei 1722 × g für 2 min und dekantiert die farblosen Überstand.
- Der Feststoff wird in Luft und wieder zu dispergieren in Chloroform mit einer Konzentration von 70 mg ml -1.
- ITO - Tinten 23
- Kombinieren feste Salze von Indium (III) -nitrat - Hydrat (In (NO 3) 3. 2.85H 2 O, 2,93 g, 0,00974 mol) und Zinn (II) -chlorid - Dihydrat, (SnCl 2. 2H 2 O, 0,357 g, 0,00158 mol mit) 10 ml 2-Methoxyethanol in einem 50 ml Polypropylen-Zentrifugenröhrchen.
- Dazu fügen 167 ul 14,5 M Ammoniumhydroxid (NH 4 OH, 0,0024 mol) als pH - Stabilisator und 0,83 g (0,0104 mol) Ammoniumnitrat (NH 4 NO 3) als ein Oxidationsmittel.
- Beschallen bei 40 kHz für 20 min unter Erwärmen (60 ° C) oder bis die Tinte ändert sich von trüb weiß bis farblos und transparent.
2. ITO Patterning
- Schneiden und Reinigen ein (25 mm x 25 mm x 1,1 mm) Glasobjektträger in Ethanol und Aceton Beschallen.
- Einweichen Glassubstrat in konzentrierter (> 5 M) wßrigem Natriumhydroxid (NaOH) für 1 min und spülen kurz mit Wasser.
- Legen Sie das Glassubstrat, auf dem Spin-Coater und füllen Schlitten mit ITO Tinte. Spin bei 3228 × g für 20 Sekunden.
- Sofort legen Sie das Substrat auf einer Heizplatte Satz auf 400 ° C und Hitze 10 min. Kühlen Sie langsam bei RT auf einer Keramikplatte.
- Wiederholen Sie diesen Vorgang (2,3-2,4), bis der Flächenwiderstand unter 1.000 Ohm pro Quadrat ist (ca. 10 Schichten). Ungefähre den Schichtwiderstand mit einem Multimeter oder eine Maßnahme mit einem Vier-Punkt-Sonde durch die ITO / Glasfilm auf einer stabilen Oberfläche platzieren und die Multimeter-Sonden etwa 0,5 cm Abstand um den Widerstand zu notieren nach unten drücken. Wenn ein Vierpunkt-Sonde verfügbar ist, drücken Sie die Sondenspitzen auf den Film das Blatt r aufnehmenFolgende etablierten Methoden eständigkeit. 27
- Schließlich kurz Dip (~ 2 sec) der Film in verdünnter Königswasser und spülen mit destilliertem Wasser, gefolgt von Trocknen der Widerstand unter 500 Ohm pro Quadrat zu reduzieren.
- Konstrukt ein Vorrichtungsmuster von Streifen des Bandes (dh Polyamidband für Wärmebehandlungen oder Cellophanband für Säureätzung) Schneiden und anhaftenden sie entlang der vorgefertigter grid. Beispielsweise senkrechten Streifen mit einer Breite von 0,10 cm wird 0,10 cm 2 Anordnungsbereiche erzeugen.
- Design-Gitternetze mit Dokumentenbearbeitungs-Software, Druck auf das Papier und die Position unter dem Substrat als Leitfaden dienen, um Band auf das transparente Glasträger montieren.
Hinweis: Je nach Anwendung und den Eigenschaften der Tinte können diese Gitter verwendet werden, Geräte zu produzieren mit oberen und unteren überlappenden Elektroden in der Form eines Quadrats, eines Rechtecks oder irgendeiner Form mit messbaren Bereich. Beispielsweise durch zwei parallele Streifen aus ITO alternierende dassjeweils 0,10 cm breit, gefolgt von den aktiven Schichten (CdSe und CdTe) Ablagern kann die Goldschicht zu bilden , zwei 0,10 cm 2 Vorrichtungen um 90 Grad gedreht nur das gleiche Muster verwendet werden , abgeschieden.
- Design-Gitternetze mit Dokumentenbearbeitungs-Software, Druck auf das Papier und die Position unter dem Substrat als Leitfaden dienen, um Band auf das transparente Glasträger montieren.
- Genießen Sie die Glas / ITO-Film mit klebte Streifen in verdünnter Königswasser bei 60 ° C bis zum exponierten ITO löst sich auf, hinter blanken Glassubstrat zu verlassen.
- Entfernen Sie das Klebeband und waschen Film mit Aceton und Ethanol alle Rückstände aus dem Klebeband zu entfernen.
- Platzieren kleine Tropfen Silberepoxid auf das ITO an einem Ende des Glassubstrats Streifen. Diese Wärme auf einer Heizplatte bei 150 ° C für 2 min, gefolgt von Abkühlen auf RT. Diese werden als Kontaktstellen für die Gerätemessung dienen, da es schwierig ist, die CdTe / CdSe aktiven Schichten nach dem Glühen zu entfernen.
3. Lösung Verarbeitung von CdSe, CdTe und Au Films
- Spin Coating 28
- Legen Sie gemusterten ITO-Glass Substrat auf Spin-Coater und füllen Sie die Oberfläche durch Tropfenabdeckmasse CdSe-Nanokristalle.
- Spin bei 610 xg für 30 sec, gefolgt von Trocknen auf einer Heizplatte bei 150 ° C für 2 min. Man kühlt auf 25 ° C.
- Tauchen der Folie in einer NH 4 Cl: Methanol (gesättigt bei 25 ° C) Lösung auf 60 ° C. Halten Sie für 15 Sekunden und dann Film in einen separaten Behälter Isopropanol tauchen.
- Trockene unter Inertgas und dann Wärme auf einer Heizplatte bei 380 ° C für 25 sec. Abkühlen auf RT und spülen Sie überschüssiges Salz mit destilliertem Wasser, bevor sie unter Inertgas zu trocknen.
- Wiederholen Sie diesen Vorgang (3.1.1 - 3.1.4), bis die gewünschte Dicke erreicht ist. Typischerweise 3 Schichten von CdSe erzeugen eine 60 nm Film und 6 Schichten von CdTe eine 400 nm CdTe Film produziert.
- Sprühbeschichtung 12, 29
- Montieren Sie das ITO-Glassubstrat vertikal mit Klebeband oder Klammern auf einen flachen festen Träger.
- Dilute der CdTe und CdSe Tinte zu 4 mg ml - die Schwerkraft gespeisten Spritzpistole (mit 0,5 mm - Nadel) mit 0,25 ml der Tinte 1 mit Chloroform und zu laden.
- Stellen Sie den Trägergasdruck zwischen 10 und 40 psi. Verwenden Sie höhere Drücke für dünnere glattere Filme.
- Niederdrücken Düse und spray Nanokristall Tinte neben dem Substrat, gefolgt von gleichmäßig über das Substrat das Aufsprühen einer schnellen senkrechten Seite-an-Seite enden Bewegungen, wo die Luft Bürstendüse etwa 60 mm von dem Substrat gehalten wird. Reinigen Sie die Airbrush durch Spritzen ~ 1 ml reinem Chloroform vom Gerät weg.
- Entfernen Substrat aus der Halterung und behandeln den abgeschiedenen CdTe oder CdSe-Nanokristall-Film mit dem gleichen Verfahren wie für Spin-Coating (3.1.5), bis die gewünschte Dicke erreicht ist.
- Ebenso sprühen die Rückseite Film-Metallkontakt auf Nanokristall die aktiven Schichten der Vorrichtung zu vervollständigen. Nach dem gleichen Verfahren für die ITO verwendet Elektroden, Muster 0,01 cm dicke Streifen mitNieder Klebeband auf der aktiven Schicht senkrecht zu den ITO-Streifen.
- Laden Sie die Airbrush mit 2 ml des Gold (Au) Nanokristall - Tinte (70 mg ml -1) in Chloroform dispergiert.
- Nachdem ein dunkler opaker Film abgeschieden wird, demontieren, das Substrat und vorsichtig um das Band zu entfernen, bevor einer Heizplatte bei 250 ° C für 20 Sekunden erhitzt wird. Die goldene Farbe erscheint und das Gerät kann auf RT und getestet gekühlt werden.
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Representative Results
Kleinwinkel-Röntgenbeugungsmuster werden verwendet , um die Kristallinität und die Phase des geglühten Nanokristallfilm (1A) zu verifizieren. Wenn Kristallitgrößen von unter 100 nm, deren Kristalldurchmesser sind, können mit der Scherrer-Gleichung (Gl. 1) und überprüft mit Rasterelektronenmikroskopie (SEM) bestimmt werden, 
wobei d der mittlere Kristallitdurchmesser, K der dimensionslose Formfaktor für das Material ist, β ist die Halbwertsbreite der Röntgenbeugung (XRD) Peaks bei Bragg-Winkel θ.
Rasterelektronenmikroskopie (SEM) verwendet , um das Ausmaß des Kornwachstums in den getemperten Filme (2B, C und 3C-F) zu überwachen. Eine einzelne Schicht aus CdTe oder CdSe und Erhitzen in Gegenwart von NH 4 Cl, die Korngröße kann durch Einstellen der Temperatur und der Dura nach Ablagern optimierttion der Heizung sowie die Tintenkonzentration, Spritzdruck / Dauer oder Schleuderdrehzahl. Typischerweise größere Körner zeigen Geräte mit höheren Kurzschlussströmen. 12 Für Profilbilder kann die Glasseite des Gerätes mit einem Diamantschreiber erzielt und rissig eine gerade Kante zu erzeugen und im REM vertikal montiert (Abbildung 1B).
UV / Vis - Spektroskopie verwendet Nanokristallgröße zu bestimmen , basierend auf Extinktionsspitze Korrelation mit Quanten - Confinement - Effekte (1C-D). Kristallgröße kann durch Ändern der Konzentration von Vorstufen, die Reaktionstemperatur und die Dauer der Farbsynthese abgestimmt werden.
Optische Profilometrie wird verwendet , Schichtdicke und Rauheit zu messen. Dies kann auf einer einzelnen Schicht aus jedem Material und auf abgeschlossene Vorrichtungen (Abbildung 3G-J) durchgeführt werden.
Fourier - Transformations - Infrarot (F TIR) Spectra getroffen werden , den Grad der Ligandenaustausch während des NH 4 Cl zu überwachen. Methanol Behandlung , wie durch das Verschwinden der C-H Alkyl Valenzschwingungsbanden bei 2924 und 2852 cm -1 (2A) gemessen 20
Strom-Spannungs (IV) Eigenschaften können in der Dunkelheit und unter simulierten Sonnen Beleuchtung von einer kalibrierten Solarsimulators (2D, E) erhalten werden. Das Anbringen der Sondenspitzen an die Anode (Au) und der Kathode (ITO) kann ein Photostrom mit einem Digitalmultimeter / Quelle Meter gemessen werden. Durch Abtasten von negativen zu positiven Potential (Ex. -1,5 V bis +1,5 V) wird eine IV - Kurve erzeugt und liefert Daten , wie beispielsweise der Leerlaufspannung (V OC) bei 0,0 amps, der Kurzschlussstrom (I SC) an 0,0 Volt, der Füllfaktor (FF, Gl. 2) und dem Wirkungsgrad (Ƞ, Gl. 3),
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wobei J MP und V MP sind die Stromdichte und Spannung am Punkt maximaler Leistung sind. Wenn die Software nicht die FF liefert, die maximale Leistung Punkt finden, indem das Produkt von J und V als Funktion von V. Für Effizienz Verwendung Plotten, 
wobei P in die Eingangsleistung pro Flächeneinheit von solaren Einstrahlung (100 mW / cm 2). Durch die Berücksichtigung des Gerätebereich (ex. 0,1 cm 2), heben sich die Einheiten eine einheitslose Fraktion zu verlassen. Besondere Beachtung muss die anderen Geräte auf dem Substrat während der Messung zu maskieren genommen werden, einen Überschuß Photobeitrag benachbarter Geräte zu vermeiden.
Abbildung 1. Film Characterization. Röntgenbeugungsmuster von jedem einzelnen Gerät Layer als Einzelfilm und einer fertigen Vorrichtung (A) mit einem Querschnitt SEM - Bild der Vorrichtung build von Nanokristall Tinte (B). UV / Vis-Spektren von kommerziellen ITO (hellblau) und ITO-Sol (lila) auf Glas und Absorption von CdSe-sol (rot), CdTe-sol (braun) und CdSe-sol / CdTe-sol Filme zusammen (schwarz) auf kommerzielle ITO Glassubstrate (D), und die Absorption von Nanokristall Vorläuferlösungen von CdSe (rot), CdTe (braun), Au (Gold) und ITO (lila) vor dem Tempern (C). Angepasst von Ref. 24 mit Genehmigung der Royal Society of Chemistry. 24 Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2. Ligandenaustauschkatalysator und Geräteeigenschaften. FTIR - Spektren von Pyridin ausgetauscht CdTeNanokristall - Filme (A) eingetaucht , in NH 4 Cl: Methanol - Lösung (grün) und in reinem Methanol (rot) , einschließlich entsprechenden SEM - Bilder dieser Filme (B bzw. C) nach dem Tempern bei 380 ° C für 25 sec. Strom-Spannungs - Kurven einer all - Lösung verarbeitet CdSe / CdTe - Heteroüber Gerät unter 1 Sonne Beleuchtung (D) gemessen und ein Vergleich der Schleuderbeschichtung (---) und sprühbeschichtet (-) Schottky - Geräte (E) unter 1 Sonnenbeleuchtung (rot ) und in den dunklen (schwarz). Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Ref. 12. Urheberrecht 2014 American Chemical Society und von Ref angepasst. 20 und 24 mit Genehmigung der Royal Society of Chemistry. 20,24 Bitte hier klicken um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Die XRD-Muster zeigen klare Beugungspeaks bei Winkelnentsprechend den Kristallgitterdimensionen für jedes Material und die fertige Vorrichtung (1A). Scherrer Größenanalyse schätzt Kristallitgrößen in der Größenordnung von 100 nm für CdTe-Filme im Vergleich zu den so synthetisierten Nanokristalle (3-5 nm). Diese Transformation von Quanten beschränkt Nanokristalle aus CdSe und CdTe zu rotverschoben bulk-scale Körner im geglühten Folien wird in der UV / Vis - Spektren von 1C-D gezeigt. Die Dicke der abgeschiedenen Filme kann durch Erhöhen der Konzentration der Tinte oder Erhöhung der Anzahl der Schichten für beide Schleuderbeschichtung und Sprühbeschichtung erhöht werden. Die Dicke und Gleichmäßigkeit des Films wird durch optische Profilometrie (3B, GJ) überwacht. Spray beschichteten Folien typischerweise rauher (51 ± 14 nm Spray vs. 22 ± 12 nm Spin) sind, obwohl dies mit einer höheren Förderdrücke und weniger konzentrierten Farben reduziert werden. 12 Sobald eine Zieldicke und Rauheit auf einem einzigen Film erhalten wird , aufGlas, kann das Verfahren zur Vorrichtungsherstellung angewendet werden. Querschnittsbilder der Geräteanzeige Filmdicken jeder Schicht und überprüfen intakt Schnittstellen zwischen ihnen (1B). 24
As-Nanokristalle enthalten eine Hülle aus langkettigen nativen Oleat Liganden, die mit Filmqualität beeinträchtigen, so dass hinter insolating organischem Material während der Erwärmung. Pyridine Austauschreaktionen wurden verwendet, um die Oleat Schale zu entfernen; Da jedoch viele beobachtet haben, ist dieses Verfahren unvollständig. 16,26,27 Nach einer 18 h Pyridin Austausch bleiben Rest Oleat Liganden an die Nanokristalle , wie durch ihre charakteristischen Infrarot - Streckfrequenzen der CH Alkylgruppen bei 2.924 und 2.852 cm beobachtet -1. FTIR - Spektren in 2A zeigen die Abwesenheit (grün) und Gegenwart (rot) des nativen Oleat Ligand an den CdTe - Nanokristalle in der mit dem NH 4 behandelt , wie abgeschieden , vorgeglüht Film gebunden </ Sub> Cl: Methanol Ligand Austauschkatalysator und Methanol nur jeweils. Diese Salzbehandlung ersetzt gleichzeitig die restlichen langkettigen Oleat Liganden mit kleinen anorganischen Anionen Chlorid, während in der Sinterreaktion unterstützen. In dieser Situation, die Nanokristalle einzigartig ist, muss der Ligandenaustauschmittel den nativen Liganden zu entfernen, während auch überschüssige ausreichende Sinterkatalysator auf der Oberfläche. Beide Verfahren sind Schlüsselkomponenten eines erfolgreichen CdTe Gerät. Frühere Forschung gezeigt , dass die gemeinsame Nutzung von CdCl 2 kann mit nichttoxischen NH 4 Cl für diesen Zweck ersetzt werden. Die sich ergebende durchschnittliche Kornwachstum von 136 ± 39 nm nach dem Glühen ist in 2B für NH 4 Cl behandelt gezeigt CdTe - Filme während kein Wachstum für die Methanolsteuerung (2C) beobachtet wird. Überwachung Ligandenaustausch ist ein einzigartiger Bestandteil vieler Nanokristall elektronischen Filme im Vergleich zu Bulk-Skala Vakuumabscheidung aufgrund derinhärente Natur der bottom-up Synthesewege. 3,30 Diese betreffen die Bildung von organischen Ligandenhüllen , die Lösung Löslichkeit für den anorganischen Kern bereitzustellen, obwohl diese Dämmschale typischerweise nicht auf die optoelektronischen Funktion des Films beitragen.
Solarzellen Geräte gemessen unter 1 Sonne Beleuchtung (2D, E) zeigen Strom-Spannungs - Kurven von 0,1 cm 2 Geräte. Ein charakteristisches Gerät hier erzeugt V OC gezeigt = 0,52 ± 0,02 V, J SC = 9,42 ± 3,2 mA cm -2, FF (%) = 43,3 ± 2,9 und Ƞ (%) = 2,37 ± 0,23 unter simuliertem Sonnenlicht. Doch aufgrund der starken Verbindung zwischen Kornwachstum und Verarbeitungsmethoden, kleine Änderungen in der Temper-Temperatur und Heizzeit von CdTe-Filme können in den Leerlaufspannungen und Kurzschlussströme dieser Nanokristall-Filme zu große Variation führen, was zu berichteten Jsc Werte im Bereich von 0,7 mA / cm 2 bis 25mA / cm 2 und Wirkungsgrade von über 10%. 12,31 Höhere Wirkungsgrade sind folgende Verbesserung der Qualität und Kombination von Materialien für die Lösung verarbeitet Photovoltaik sowie andere elektronische Geräte und Funktionsflächen erwartet.
Im Vergleich zu herkömmlichen Spin-Beschichtung von Nanokristall-Filme, Sprühbeschichten erfordert zusätzliche Überlegungen aufgrund der inhärenten Freiheiten einer Airbrush mit einstellbarer Förderdruck unter Verwendung, Entfernung vom Substrat, Sprühwinkel und Dauer. Wenn die Aufrechterhaltung konstanter CdTe Tintenkonzentrationen (4 mg / ml) und der Düsenabstand zum Substrat (60 mm), zunehmenden Druck gefunden wurden systematisch glattere, höhere Qualität Schichten Herstellung von Folien Rauheit zu verringern. 3 ist der Effekt des Einstellens Sprühdruck auf dem Film fasst Morphologie und optische Eigenschaften. Als Ergebnis der psi Druck von 15 psi bis 40 zunimmt, zeigte CdTe-Nanokristall-Filme eine höhere optische Durchlässigkeit (3A) als Ergebnis der körperlich dünner (30 nm vs 95 nm pro Schicht, 3B). Bei höheren Drücken wird das Spritzgut in einen größeren Bereich um den Zielsubstrat dispergiert und weniger Material auf der Vorrichtung abgeschieden. Nach dem Tempern bei 380 ° C kondensieren die Folie von Nanokristallen mit einer höheren Packungsdichte als Ligandenmoleküle freigesetzt werden und die Oberflächenbereiche der einzelnen Nanokristalle zu größeren konsolidierten Kristallkörner verringert. Daher dünnere Folien als dampften Nanokristalle erfahren eine geringere Volumenänderung, zu weniger Risse führt, die nach dem Erhitzen auftreten. Dieser Effekt erzeugt glattere Filme, die praktisch identisch mit denen, über Spin-Coating aufgebracht sind. Dies kann in den SEM - Bildern und entsprechende optische Profilometrie Karten (3C-J) beobachtet werden. Nach Optimierung der Spritzparameter, die gewünschten Folieneigenschaften zu erreichen, können Vorrichtungen hergestellt und unter simulat getestet werden,ed Sonnenlicht. 2E zeigt einen Vergleich zwischen spin-beschichtet und sprühbeschichtet Glas / ITO / CdTe / Ca / Al - Schottky - Vorrichtungen, wobei die CdTe - Nanokristall - Schicht wurde Lösung verarbeitet, minimale Unterschiede zwischen der Geräteleistung (Wirkungsgrad = 2,2% für beide demonstrieren spin-beschichtet und sprühbeschichtet Geräte).
Abbildung 3. Nanokristalline Spray Druck- und Filmmorphologie (A) Übertragung von Licht durch bei 380 ° C geglüht Filme CdTe - Gerät für 25 s nach umspritzt Abscheidung bei 15. (-), 20 (- -), 30 (- - - ) und 40 psi (···) mit einem Spin-beschichteten Vorrichtung (blau-) zum Vergleich. Durchschnittliche Filmdicke als Funktion der Spritzdruck (B). SEM - Bilder aufgeteilt mit geringer Vergrößerung von CdTe Vorrichtung Filme bei 15 (C) spritzbeschichtet, 20 (D), 30 (E (F) relativ Oberflächenrauigkeit (G zeigt optische Profilometer - Scans inklusive korrespondiere - J). Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Ref. 12. Urheberrecht 2014 American Chemical Society. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Discussion
Zusammengefasst stellt dieses Protokoll Richtlinien für die wichtigsten Schritte, die mit einer Lösung verarbeitet elektronische Gerät von einem Sprüh- oder Spin-Coating-Abscheidung zu bauen. Hier stellen wir neue Methoden für die Verarbeitung in Lösung transparenten leitfähigen Indiumzinnoxid (ITO) Schichten auf nicht leitenden Glassubstraten. Nach einer facile Ätzvorgang können einzelne Elektroden vor der Sprüht Abscheiden der photoaktiven Schichten gebildet werden. Mit Hilfe einer Layer-by-Layer-Technik, CdSe und CdTe-Nanokristalle können in Luft unter Umgebungsbedingungen von einem Airbrush aufgebracht werden. Nach Ligandenaustausch und die Wärmebehandlung kann die endgültige nicht-transparente, leitfähige Metallelektrode sprühbeschichtet auf die Vorrichtung und erwärmt werden nativen organischen Liganden zu entfernen. Diese Schicht kann auch durch Verwendung eines Maskierungsmusters während der Abscheidung strukturiert werden. Die sich ergebende voll Lösung verarbeitet, all-anorganischen Vorrichtungen können charakterisiert und getestet werden.
Besondere Aufmerksamkeit sollte directe seind mit frischen Reagenzien als veraltete Materialien können zu unreiner oder unerwünschten Produkten führen. Zusätzlich sollte die Leitfähigkeit der oberen und unteren Elektroden während der Vorrichtungsvorbereitungs getestet werden. Der ITO-Film sollte einen Flächenwiderstand von mindestens 500 Ohm pro Quadrat aufweisen und die obere Metallschicht sollte mindestens 20 Ohm pro Quadrat betragen. Wenn der Flächenwiderstand höher ist, mehr Schichten dieser Elektrode anzuwenden. Dies wird besonders wichtig, wenn Vorrichtungen in Serie oder parallel zu verbinden sind, wie jedes Gerät elektronisch zu sein, miteinander verbunden werden muss. Schichtdicke und Rauheit sollte sorgfältig durch die Überwachung der Auswirkungen der Änderung des Luftdrucks und der Tintenkonzentration gesteuert werden. Profilometrie Scans dieser Filme können wertvolle Rückmeldungen zu den Sprüh- oder Spin-Coating-Parameter zur Verfügung stellen. Typischerweise dünne rauhe Filme (> 100 nm mittlere quadratische) an Gerätekurzschluss und inaktive Geräte führen. Um Kurzschluss zu vermeiden, deponieren dicker glatter aktiven Schichten, und berühren Sie nie die actual Gerät während der Herstellung oder bei der Messung.
Im Vergleich zu bestehenden Vakuumabscheidung von einkristallinen Materialien und gemeinsamen lithographischen Reinraum- Herstellungstechniken, tintenbasierte Abscheidung von Nanokristallen ist weniger teuer und mehr Freiheiten bietet auf großen Flächen oder unregelmßige Oberflächen abzuscheiden. Jedoch ist die Qualität der Grenzflächen zwischen den einzelnen Nanokristalle reduziert aufgrund des Vorhandenseins von nativen organischen Liganden und der inhärenten multikristallinem Natur des Films. Dies führt zu einer höheren Dichte von Verunreinigungen und Defekte innerhalb der Folie und folglich höhere Raten Rekombination Elektronenloch. Dies kann durch Ligandenaustausch und Sinterhilfsmittel verringert werden (beispielsweise NH 4 Cl) Kristallinität während des gesamten Films zu verbessern; jedoch bleibt dies ein grundlegendes Problem für anorganische Nanokristall-Geräte. Obwohl für Materialsysteme mit einem großen Bohr-Exzitonenradius wie Bleisulfid, PbS (~ 20 nm) wird das Sintern nicht erforderlichfür eine effektive Ladungstransport zwischen Nanokristallen. Darüber hinaus ist der Bereich der Einzelgeräte abhängig von der Dicke und lateralen Abmessungen des Maskierungsmusters. Große Fläche (> 1 cm 2) Geräte sind erreichbar mit makroskaligen Maskenmustern; jedoch mikro- oder nanoskaligen Muster für Mikro- oder Quanten dimensionalen elektronischen Geräten notwendig wäre.
Dieses Video-Protokoll beschreibt Verfahren zur Herstellung von tintenbasierten photovoltaischen Dünnschichtvorrichtungen aus einer Sprüh- / Schleuderbeschichtungsprozesses. Jedoch aufgrund der Umgebungsluftabscheidung, ohne die Anforderungen an Vakuum oder kontrollierter Atmosphäre, hier behandelten Themen auch für den Tintenstrahldruck von anorganischen Vorrichtungen modifiziert werden könnte. Die geringeren Kosten der tintenbasierten Abscheidung im Vergleich zu herkömmlichen Vakuumabscheidung und Solarzellenmodul Verpackung könnte auch den Preis für Solarstrom zu senken, indem sie die Herstellung und reduziert die Installationskosten. Außerdem kann dieses Verfahren auf andere Materialien angewendet werden,Systeme und Architekturen, einschließlich organischer Halbleiter. Neben Photovoltaik könnten die Techniken, die wir für die Verarbeitung in Lösung von anorganischen Materialien verwendet werden, beschreiben andere elektronische Vorrichtungen zu konstruieren, wie beispielsweise Leuchtdioden (LEDs), Kondensatoren und Transistoren.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Oleic acid, 90% | Sigma Aldrich | 364525 | |
| 1-octadecene, 90% | Sigma Aldrich | O806 | Technical grade |
| Trioctylphosphine (TOP), 90% | Sigma Aldrich | 117854 | Air sensitive |
| Trimethylsilyl chloride, 99.9% | Sigma Aldrich | 92360 | Air and water sensitive |
| Se, 99.5+% | Sigma Aldrich | 209651 | |
| NH4Cl, 99% | Sigma Aldrich | 9718 | |
| CdCl2, 99.9% | Sigma Aldrich | 202908 | Highly toxic |
| CdO, 99.99% | Strem | 202894 | Highly toxic |
| Te, 99.8% | Strem | 264865 | |
| In(NO3)3.2.85H2O, 99.99% | Sigma Aldrich | 326127-50G | |
| SnCl2.2H2O, 99.9% | Sigma Aldrich | 431508 | |
| NH4OH | Sigma Aldrich | 320145 | Caustic |
| NH4NO3, 99% | Sigma Aldrich | A9642 | |
| HAuCl4.3H2O, 99.9% | Sigma Aldrich | 520918 | |
| Tetraoctylammonium bromide (TMA-Br) | Sigma Aldrich | 294136 | |
| Toluene, 99.8% | Sigma Aldrich | 244511 | |
| Hexanethiol, 95% | Sigma Aldrich | 234192 | |
| NaBH4, 96% | Sigma Aldrich | 71320 | |
| Hexanes, 98.5% | Sigma Aldrich | 650544 | |
| Ethanol, 99.5% | Sigma Aldrich | 459844 | |
| Methanol, anhydrous, 99.8% | Sigma Aldrich | 322415 | |
| 1-propanol, 99.5% | Sigma Aldrich | 402893 | |
| 2-propanol, 99.5% | Sigma Aldrich | 278475 | |
| Pyridine, > 99% | Sigma Aldrich | 360570 | Purified by distillation |
| Heptane | Sigma Aldrich | 246654 | |
| chloroform > 99% | Sigma Aldrich | 372978 | |
| Acetone | Sigma Aldrich | 34850 | |
| Glass microscope slides | Fisher | 12-544-4 | Cut with glass cutter |
| Gravity Fed Airbrush | Paasche | VSR90#1 | |
| Syringe needle | Fisher | CAD4075 | |
| Solar Simulator Testing Station | Newport | PVIV-1A | |
| Software | Oriel | PVIV 2.0 | |
| Round bottom flask | Sigma Aldrich | Z723134 | |
| Round bottom flask | Sigma Aldrich | Z418668 | |
| Polytetrafluoroethylene (PTFE) syringe filter | Sigma Aldrich | Z259926 | |
| Polyamide tape | Kapton | KPT-1/8 | |
| Cellophane tape | Scotch | 810 Tape | |
| Polypropylene centrifuge tube | Sigma Aldrich | CLS430290 | |
| Silver epoxy | MG Chemicals | 8331-14G |
References
- Debnath, R., Bakr, O., Sargent, E. H. Solution-processed colloidal quantum dot photovoltaics: A perspective. Energy Environ. Sci. 4, 4870-4881 (2011).
- Tang, J., Sargent, E. H. Infrared Colloidal Quantum Dots for Photovoltaics: Fundamentals and Recent Progress. Adv. Mater. 23, 12-29 (2011).
- 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).
- Yoon, W., et al. Enhanced Open-Circuit Voltage of PbS Nanocrystal Quantum Dot Solar Cells. Sci. Rep. 3, (2013).
- 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).
- Kramer, I. J., et al. Efficient Spray-Coated Colloidal Quantum Dot Solar Cells. Adv. Mater. 27, 116-121 (2015).
- Shirasaki, Y., Supran, G. J., Bawendi, M. G., Bulovic, V. Emergence of colloidal quantum-dot light-emitting technologies. Nat. Photonics. 7, 13-23 (2013).
- Demir, H. V., et al. Quantum dot integrated LEDs using photonic and excitonic color conversion. Nano Today. 6, 632-647 (2011).
- Yu, G., et al. Solution-Processed Graphene/MnO2 Nanostructured Textiles for High-Performance Electrochemical Capacitors. Nano Lett. 11, 2905-2911 (2011).
- Ridley, B. A., Nivi, B., Jacobson, J. M. All-Inorganic Field Effect Transistors Fabricated by Printing. Science. 286, 746-749 (1999).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chen, Z., et al. Efficient inorganic solar cells from aqueous nanocrystals: the impact of composition on carrier dynamics. RSC Adv. 5, 74263-74269 (2015).
- 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).
- 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).
- MacDonald, B. I., et al. Layer-by-Layer Assembly of Sintered CdSexTe1-x Nanocrystal Solar Cells. ACS Nano. 6, 5995-6004 (2012).
- Crisp, R. W., et al. Nanocrystal Grain Growth and Device Architectures for High-Efficiency CdTe Ink-Based Photovoltaics. ACS Nano. 8, 9063-9072 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Townsend, T. K., Foos, E. E. Fully solution processed all inorganic nanocrystal solar cells. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 16458-16464 (2014).
- 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).
- 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).
- Smits, F. M. Measurement of Sheet Resistivities with the Four-Point Probe. Bell Sys. Tech. J. 37, 711-718 (1958).
- 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).
- 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).
- 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).
- Panthani, M. G., et al. High Efficiency Solution Processed Sintered CdTe Nanocrystal Solar Cells: The Role of Interfaces. Nano Lett. 14, 670-675 (2014).
