המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד

המטרה הכוללת של הליך זה היא להפקיד ספין וסרטים מצופים בריסוס של ננו-גבישים אנאורגניים בתנאי סביבה לבניית התקני תאים סולאריים מעובדים בתמיסה מלאה לאחר החלפת ליגנד וחישול. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומי הננו-מדע וממשקי חומרים יישומיים, כגון האם אנו יכולים לבנות אלקטרוניקה פונקציונלית מחומרים אנאורגניים על ידי הכנתם בקנה מידה ננומטרי כך שנוכל לעבד מכשירים שלמים מלמטה למעלה. היתרון העיקרי בטכניקה זו הוא שאנו יכולים להתחיל לחשוב על ריסוס אלקטרוניקה על משטחים חדשים ולא שגרתיים.

זה כולל ריסוס שטחים גדולים ולא סדירים בזמן קצר הודות לחופש הנוסף של התצהיר. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה ספציפית לבניית התקנים פוטו-וולטאיים, ניתן ליישם אותה גם על מערכות אחרות כגון עיבוד ריסוס של נוריות LED, טרנזיסטורים וקבלים. בעת סינתזה של דיו קדמיום סלניד וקדמיום טלוריד, עקוב אחר פרוטוקול הטקסט עד לשלב סינתזת הפירידין.

רוקנים את הסופרנט ומוסיפים בחזרה 5 מיליליטר מזוקק של פירידין ו -5 מיליליטר של 1-פרופינול. לאחר מכן, שטפו את הבקבוק בגז אינרטי והפכו את התערובת לסוניקציה של 40 קילו-הרץ למשך 30 דקות. כמו כן, חשוב לסנן את הדיו דרך מסנן מזרק PTFE מיקרון אחד ולמדוד את ריכוז הדיו על ידי ייבוש של 200 מיקרוליטר.

לבסוף, יש לדלל את הדיו עם פירדין ו-1-פרופינול לפי הצורך ולאחסן את הדיו תחת גז אינרטי. בבקבוק ארלנמאייר בנפח 500 מיליליטר מערבבים יחד זהב כלוריד טריהידרט ומים. לאחר מכן, הוסיפו לתערובת הצהובה טטראוקטילמוניום ברומיד מוכן.

לאחר מכן, הוסף את ליגנד ההקסנטיול. בנפרד, מערבבים נתרן בורוהידריד במים. הוסף מיד את תמיסת ההפחתה המבעבעת הזו טיפה לבקבוק התגובה.

לאחר שלוש שעות של ערבוב, הפרד את השלב האורגני בעזרת משפך הפרדה. לאחר מכן, השתמש ברוטובאפ כדי להפחית את הנפח ל-20 מיליליטר. שוטפים את הדיו שנאסף עם 50 מיליליטר הקסנים ו -200 מיליליטר מתנול.

מזרזים את המוצקים ושופכים את הסופרנטנט חסר הצבע. לאחר מכן, יבשו את המוצקים באוויר והחזירו אותם בכלורופורם ב-70 מיליגרם למיליליטר. הכנת היחסים הנכונים של מוצקי פח אינדיום לדיו ITO היא חיונית כדי שהאלקטרודה הזו תהיה מוליכה מאוד.

סרט התחמוצת שנוצר לאחר החישול רגיש מאוד לשינויים קלים בריכוזים היחסיים של המבשרים. כדי להתחיל, בצינור פוליפרופילן של 50 מיליליטר שלבו מלחים מוצקים של אינדיום חנקתי הידרט ופח כלוריד דיהידרט עם 10 מיליליטר של 2-מתוקסיאתנול. לתערובת זו מוסיפים אמוניום הידרוקסיד כדי לאזן את ה-pH.

לאחר מכן מערבבים פנימה אמוניום חנקתי מוצק כדי לשמש כמחמצן. סוניקציה של השפופרת ב-40 קילו-הרץ במים חמים למשך 20 עד 60 דקות או עד שהדיו משתנה ממעורפל ולבן לחסר צבע ושקוף. חותכים שקופית זכוכית מרובעת ומנקים אותה בעזרת סוניקציה ואז אתינול ואצטון.

לאחר מכן, הכניסו את הכוס לנתרן הידרוקסיד מרוכז למשך דקה אחת. שטפו בקצרה את הכוס במים ולאחר מכן סובבו עליה דיו ITO של מעיל. לאחר מכן, העבירו מיד את השקופית לפלטה חמה המוגדרת ל -400 מעלות צלזיוס.

לאחר חמש דקות, הסר אותו ותן לו להתקרר לטמפרטורת החדר על צלחת קרמיקה. המשך להניח דיו ITO על השקופית עד שהתנגדות הגיליון נמוכה מ-1,000 אוהם כפי שנמדד על ידי מולטימטר או בדיקה של ארבע נקודות. לבסוף, טבלו בקצרה את הסרט באקווה רג'יה מדולל ושטפו אותו במים מזוקקים.

לאחר הייבוש, ההתנגדות צריכה להיות מתחת ל -500 אוהם. כעת, בעזרת רשת מודפסת כהפניה, סדרו רצועות של סרט צלופן כדי להסוות את השכבות לחריטה בחומצה. היכן שהסרט מונח, ה-ITO יישמר על הזכוכית.

ללא הדפוס הנכון, למכשירים לא יהיה את השטח הרצוי והיעילות או המדידות הנוכחיות יהיו שגויות. בנוסף, דפוס מבטיח שמכשירים שכנים אינם במגע זה עם זה וזה מונע קיצור מכשירים. לאחר מכן, יש להשרות את הסרט באקווה רג'יה מדולל ב-60 מעלות צלזיוס כדי להמיס את ה-ITO החשוף.

לאחר שטיפה מהירה וייבוש במים, הסר את הקלטת. לאחר מכן סוניקציה של הסרט עם אצטון ואתינול כדי להסיר שאריות קלטת. כעת, הוסף נקודת מגע לביצוע מדידות.

הניחו טיפה קטנה של אפוקסי כסף על הקצה של כל רצועת ITO בצד אחד של ריבוע המצע. לבסוף, מחממים את המצע בחום של 150 מעלות צלזיוס למשך שתי דקות ונותנים לו להתקרר. התחל בהנחת מצע הזכוכית המעוצב ITO על ציפוי ספין וציפוי בדיו קריסטל קדמיום סלניד.

הניחו לו להתייבש בחום של 150 מעלות צלזיוס למשך שתי דקות ולאחר מכן טבלו אותו באמוניום כלוריד עם תמיסת מתינול המחוממת ל-60 מעלות צלזיוס למשך 15 שניות. לאחר מכן, טבלו את הסרט באיזופרופנול. לאחר מכן, יבש את הסרט תחת גז אינרטי וחמם אותו בחום של 380 מעלות צלזיוס למשך 25 שניות.

לאחר הקירור יש לשטוף את עודפי המלח במים מזוקקים ולייבש את המצע תחת גז אינרטי. חזור על תהליך זה עד להגעה לעובי הרצוי. בניגוד לציפוי ספין, לציפוי ריסוס יש ניואנסים של חוסר עקביות בהתאם לאדם המרסס.

עם זאת, לאחר חודשים של ניסוי וטעייה, מצאנו שיטה שעובדת היטב. הרכיבו את מצע הזכוכית ITO בצורה אנכית עם סרט או קליפסים על גבי גב שטוח ומוצק. טען 0.25 עד מיליליטר אחד של דיו קדמיום מדולל לתוך מברשת אוויר המוזנת בכוח הכבידה.

הגדר לחץ גבוה יותר לסרטים דקים וחלקים. כעת, במרחק של 60 מילימטרים משטח המצע, התחל לרסס דיו ננו-גבישי מהמצע לאחר מכן, עבור על המצע בתנועות מהירות מצד לצד תוך שמירה על זרם הריסוס בניצב לפני השטח. יש לנו הרבה יותר שליטה על עובי הסרט, החספוס והמורפולוגיה הכללית עם ריסוס.

עם זאת, בשל החירויות הנוספות הללו, יש לעקוב בקפידה אחר מרחק הריסוס, ריכוז התמיסה, לחץ האספקה ומשך התצהיר כדי להשיג עקביות. המשך להוסיף שכבות של דיו ננו-גבישים עד להשגת העובי הרצוי. לאחר מכן, דפוס סרט את השכבות הפעילות.

לבסוף, ניתן לרסס סרט של ננו-גבישי זהב על המצע. מיקרוסקופ אלקטרונים סורק שימש לניטור היקף צמיחת התבואה בסרטים המחושלים. לאחר הפקדת שכבה אחת של צבע קדמיום וחימום בנוכחות אמוניום כלוריד, גודל הגרגר עבר אופטימיזציה על ידי התאמת הטמפרטורה ומשך החימום, ריכוז הדיו, לחץ הריסוס ומשך הזמן או מהירות הסחיטה.

בדרך כלל, גרגרים גדולים יותר מצביעים על מכשירים עם זרמי קצר חשמלי גבוהים יותר. ספקטרוסקופיה UV-Vis משמשת להערכת גודל הננו-גביש על סמך מתאם שיא ספיגה עם השפעות כליאה קוונטיות. גודל הגביש כוונן על ידי שינוי ריכוז המבשרים, טמפרטורת התגובה ומשך מערכת הדיו.

נעשה שימוש בפרופילומטריה אופטית למדידת עובי הסרט והחספוס. זה שימש בשכבה אחת של כל חומר ובמכשירים שהושלמו. ספקטרום אינפרא אדום טרנספורמציה פורייה נלקח כדי לנטר את ירידת חילופי הליגנדים במהלך הטיפול באמוניום כלוריד מתינול כפי שנמדד על ידי היעלמות רצועות המתיחה של C-H alchol ב-2, 924 ו-2, 852.

מאפייני מתח הזרם התקבלו בחושך ותחת הדמיה של תאורת שמש אחת מסימולטור סולארי מכויל. הסבר מפורט ניתן בפרוטוקול הטקסט. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לרסס ננו-גבישים אנאורגניים שאינם מסיסים בדרך כלל על מצעים לא מוליכים לבניית מכשירים אלקטרוניים עובדים פשוט באמצעות מברשת אוויר, דיו מוכן ומקור חום.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך שעה עד שעתיים אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לקרר לאט את מצעי המכשיר שלך לאחר החימום כדי למנוע סדקים של הזכוכית. אל תשכח שעבודה עם ננו-חומרים יכולה להיות מסוכנת ביותר.

נקוט תמיד באמצעי זהירות כגון ביצוע כל תהליכי הריסוס במכסה אדים תוך לבישת ציוד מגן אישי.