Adjunto, presentamos protocolos detallados para procesado en solución yodo-bismuto-plata (Ag-Bi-I) ternario semiconductor películas delgadas fabricadas en TiO2-recubrimiento de electrodos transparentes y su aplicación potencial como aire-estable y libre de plomo dispositivos optoelectrónicos.
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Artículo de método
Solución procesada "Plata, bismuto, yodo" ternario películas delgadas para absorbedores fotovoltaicas sin plomo
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Resumen
Resumen
Perovskitas híbrido basado en el bismuto son considerados como prometedores semiconductores foto-activo para aplicaciones de medio ambiente y aire-estable de células solares. Sin embargo, pobre morfología superficial y energías de banda prohibida relativamente altos han limitado su potencial. Plata-bismuto-yodo (Ag-Bi-I) es un prometedor semiconductores para dispositivos optoelectrónicos. Por lo tanto, se demuestra la fabricación de Ag-Bi-I ternario de películas delgadas mediante procesamiento de solución material. Las películas finas resultantes exhiben morfologías superficiales controlados y bandgaps ópticas según su térmico temperaturas de recocido. Además, se ha divulgado que Ag-Bi-I sistemas ternarios cristalizan a AgBi2I7, Ag2BiI5, etc. según la relación de los precursores químicos. La solución procesada AgBi2I7 películas delgadas exhiben una estructura cristal cúbico fase, densos, agujero de alfiler-libre morfologías superficiales con granos que van de 200 a 800 nm y un bandgap indirecto de 1,87 eV. La resultante AgBi2I7 películas delgadas mostrar buena estabilidad y energía diagramas de banda del aire, así como la superficie morfologías y bandgaps óptico adecuado para plomo y aire-estable single-junction solar células. Muy recientemente, una célula solar con 4,3% eficiencia de conversión de energía se obtuvo mediante la optimización de las composiciones de cristal Ag-Bi-I y célula solar dispositivo arquitecturas.
Introducción
Solución procesada inorgánicos las células solares de película fina han sido ampliamente estudiadas por muchos investigadores tratando de convertir la luz solar directamente en electricidad1,2,3,4,5. Con el desarrollo de la arquitectura material de síntesis y dispositivo, perovskitas de haluro-base de plomo se han divulgado para ser los mejores amortiguadores de célula solar con una eficiencia de conversión de energía (PCE) superior a 22%5. Sin embargo, son más preocupaciones sobre e....
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Protocolo
1. preparación de desnudo-vidrio dopada con flúor óxido de estaño (SnO2: F) sustratos
- Para limpiar el vidrio desnudo, sustratos de óxido de estaño dopado de flúor (OFT), someter a ultrasonidos les secuencialmente en una solución acuosa que contiene 2% Tritón, desionizada (DI) agua, acetona y alcohol isopropílico (IPA), cada uno por 15 min.
- Ponga el sustrato limpio en el horno de calentamiento a 70 ° C durante 1 h eliminar el IPA residual.
2. preparación de TiO compacto2 capas (c-TiO2) para bloquear los electrones
- Para la preparación de una solución de precursor c-TiO2....
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Resultados
Se ha informado de que los Ag-Bi-I ternarios sistemas, que son considerados como prometedores semiconductores, son cristalizados en varias composiciones, como AgBi27, AgBiI4y Ag2BiI510, según la fracción molar de AgI a BiI3. Estudios anteriores han demostrado que formas de cristal a granel con varias composiciones de Ag-Bi-I sistemas ternarios pueden ser sintetizadas experimentalmente cambiando la fr.......
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Discusión
Hemos proporcionado un protocolo detallado para la fabricación de la solución de Ag-Bi-I semiconductores ternarios, que deben ser explotados como amortiguadores de plomo fotovoltaicos en las células solares de película delgada con arquitecturas de dispositivo mesoscópica. c-TiO2 capas se formaron en los substratos de la FTO para evitar la fuga de electrones que fluye en los electrodos FTO. TiO m2 capas secuencialmente se formaron en c-TiO2-recubrimiento de sustratos FTO para mejorar la ex.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el Daegu Gyeongbuk Instituto de ciencia y tecnología (DGIST) investigación y programas de desarrollo (i+d) del Ministerio de ciencia, TIC y planeamiento futuro de Corea (18-ET-01). Este trabajo fue apoyado también por el Instituto de Corea de energía tecnología evaluación y Planning(KETEP) y el Ministerio de comercio, industria y Energy(MOTIE) de la República de Corea (Nº 20173010013200).
....Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Yoduro de bismuto (III), Puratronic, 99,999% (base de metales) | Afa Aesar | 7787-64-6 | almacenado en estado de relleno de N2 |
| Yoduro de plata, Premion, 99,999% (base de metales) | Afa Aesar | 7783-96-2 | almacenado en estado de relleno de N2 |
| Butilamina 99,5% | Sigma-Aldrich | 109-73-9 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9002-93-1 | |
| Alcohol isopropílico (IPA) | Duksan | 67-63-0 | Eléctrico de alta pureza |
| GRADO Titanio (IV) isopropóxido | Sigma-Aldrich | 546-68-9 | ≥ 97.0% |
| Alcohol etílico | Sigma-Aldrich | 64-17-5 | 200 pruebas, reactivo ACS, ≥ 99.5% |
| Ácido clorhídrico | SAMCHUN | 7647-01-0 | |
| Tetracloruro de titanio extra puro (TiCl4) | sharechem | ||
| Pasta de nanopartículas de TiO2 de 50 nm | sharechem | ||
| 2-propanol | Sigma-Aldrich | 67-63-0 | anhidro, 99.5% |
| Terpineol | Merck | 8000-41-7 | |
| Horno de calentamiento | Difractómetro Rigaku | ||
| Miniflex 600 con un contador de centelleo de NaI y utilizando radiación monocromática Cu-K y alfa (longitud de onda 1.5406 y Aring;). | |||
| Microscopio electrónico de barrido de barrido por emisión de campo | |||
| Espectros UV-Vis | PerkinElmer | PerkinElmer LAMBDA 950 Espectrofotómetro | |
Referencias
- Grätzel, M. The Light and Shade of Perovskite Solar Cells. Nature Materials. 13, 838-842 (2014).
- Green, M. A., Ho-Baillie, A., Snaith, H. J. The emergence of perovskite solar cells. Nature Photonics. 8, 506-514 (2014).
- Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T.
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Reimpresiones y permisos
