Name: המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: למד את שיטת הספין והריסוס להפקת תאים סולאריים מננו-גבישים אי-אורגניים על משטחים לא מוליכים. שיטה זו מאפשרת ייצור אלקטרוניקה דקת-שכבה בקנה מידה גדול.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המשרד למחקר ימי (ONR) זוכה להכרת תודה על תמיכתו הכספית. חלק מעבודה זו נערך בזמן שפרופסור טאונסנד החזיק במלגת פוסט-דוקטורט של המועצה הלאומית למחקר (NRC) במעבדת המחקר של הצי והוא אסיר תודה על התמיכה הפנימית של מכללת סנט מרי במרילנד.

הערה: אנא להתייעץ כל גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני השימוש. רבים מן מבשר פתרונות ומוצרים מסוכנים או מסרטנים. שיקולים מיוחדים צריכים להיות מופנים אל ננו בשל חששות בטיחות ייחודיים שעולים לעומת עמיתיהם נפחם. ציוד מגן נכון צריך להיות משוחק (משקפי בטיחות, מגן פנים, כפפות, מעבדה מעיילת, מכנסיים ארוכים ונעליים סגורות אצבעות) בכל העת במהלך הליך זה. 1. סינתזה של דיו ננו המבשר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> CdSe ו CdTe דיו 18, 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במאמר תא הכפפות אווירה אינרטי, לשלב 0.24 גרם (0.0019 mol) טלור (Te) עבור CdTe (או 0.1527 גרם (0.0019 mol) סלניום (Se) עבור CdSe) אבקת עם 4.39 גרם (0.012 mol) trioctylphosphine (TOP) לתוך 5 בקבוק תחתי עגול מיליליטר (RBF). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותם הבקבוק הזה עם מחצה גומי ומסירי תא הכפפות עבור sonication (40 קילוהרץ) בבית (C 60 °) מחומםבאמבט מים עד שכל טה המוצק או Se נמס (כ -20 דקות). מניחים בצד 5 מ&quot;ל של 1-octadecene (1-אודה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, בתוך נקי ויבש 3-צוואר 250 מ&quot;ל RBF עם בר ומערבבים מגנטי, לשלב 0.48 גרם (0.0037 mol) קדמיום (II) תחמוצת (CDO) אבקת עם 4.29 גרם (0.015 mol) אולאית חומצה (OA) ו -76 מ&quot;ל של 1-octadecene. בדוק זכוכית עבור פגמים לפני השימוש, ולהרכיב את כל מפרקי זכוכית ל-זכוכית עם גריז ואקום בטמפרטורה גבוהה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר משאבת ואקום גז אינרטי (ארגון, Ar או חנקן, N 2) מקור על זרימה נמוכה אל הבקבוק דרך זכוכית קו Schlenk עוזב צוואר אחד לפחות של בני חורין RBF להזריק מבשר TOP-chalcogenide. הכנס בדיקת טמפרטורה ישירות לתוך התמיסה מאחד הצוואר והאוטם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גדר לעורר בטמפרטורה המהירה ולהגדיר הגבוה ביותר ל -110 ° C תחת ואקום במשך 30 דקות. הערה: חריגה 250 ° C עלול לבזות את מרכיב חומצה אולאית שמציינים שינוי צבע בין חסר צבעצהוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ממצב ואקום גז אינרטי לבנות לחץ חיובי קל בבקבוק. התאם את זרימת הגז בלחץ נמוך (psi 1 ~). בועות יש להרכיב בתדר של 1-5 הרץ ב bubbler שמן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד להכין הארכת צוואר זכוכית ועליו מחץ גומי. צרף מחט מזרק צינורות בקו Schlenk. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פירס את מחט המזרק לתוך מחץ לאפשר לחץ לשחרר. זכור לשימון המפרק בקלילות עם גריז ואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב זה, במהירות להסיר את פקק הזכוכית העליון מבקבוק התגובה ולהחליף אותו עם סיומת זכוכית. גז אינרטי עודף יזרום דרך הבקבוק, וזה יסומן עם בועות העולות מתוך bubbler השמן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את מקור גז אינרטי המקורי ולפתוח את הפורקן השני לאפשר זרם מבוקר איטי של גז אינרטי לתוך החלק העליון של הבקבוק במהלך שאר הסינתזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העלו את הטמפרטורה של הפתרון 260 מעלות צלזיוס במשך CdTe (250 מעלות צלזיוס במשך CdSe) ולחכות עד הפתרון הופך מתוך חום קל חסר צבע ושקוף לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שטמפרטורת התגובה הרצויה הושגה, להכין מזרק להזרקה על ידי לחילוץ המבשר TOP-chalcogenide ואת 5 מיליליטר 1-אודה הנוסף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעד אחד, להסיר את המעטפת חימום תוך המשך מערבבים במהירות להזריק את התערובת TOP-chalcogenide / 1-אודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר פתרון להתקרר RT (~ 30 דקות) ולעקוב אחר שינויים בצבע כצורת זרעי חלקיק מוגבל קוונטים ולגדול לתוך nanocrystals גדול. CdSe הוא צבע אדום עמוק CdTe הוא חום כהה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ישירות אל הבקבוק, להוסיף 25 מ&quot;ל heptane ו -100 מ&quot;ל אתנול כדי לזרז את המוצר. העברת 40 aliquots מ&quot;ל לצינור 50 מ&quot;ל צנטריפוגות ולהוסיף 5 מ&quot;ל טולואן 5 מ&quot;ל אתנול להשלים משקעים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה המוצר ב 1,722 XG במשך 2 דקות או עד supernatant הוא שקוף. למזוג supernatant ולשלב p מוצקroduct לתוך RBF 5 מ&quot;ל על ידי הוספת 0.5 מ&quot;ל טולואן 5 מ&quot;ל מזוקקים פירידין לפזר את בננו קריסטלים. זהירות: ניהול כל הניסויים פירידין מתחת למכסה המנוע קטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את RBF עם גז אינרטי ואז לאטום עם מחצה גומי. צרף מעטפת חימום ומביא 85 ° C. להקל על כל לחץ באמצעות מחט מוכנס בקצרה לתוך מחצה הגומי. המשך חימום ו בחישה בעדינות במשך 18 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות חילופי פירידין, לשלב המוצר CdTe או CdSe ו -40 מ&quot;ל hexanes צנטריפוגות ב 1,722 XG במשך 2 דקות או עד supernatant הוא חסר צבע. למזוג supernatant ולהוסיף 5 מ&quot;ל פירידין מזוקקים 5 מ&quot;ל 1-פרופנול. בקבוק לשטוף עם גז אינרטי sonicate (40 קילוהרץ) את התערובת למשך 30 דקות. איסוף supernatant וזורקים כל מוצר מוצק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את הדיו דרך פילטר מזרק 1 מיקרומטר polytetrafluoroethylene (PTFE) כדי להסיר חלקיקים גדולים או מצטברים. למדוד את ריכוז של דיו על ידי ייבוש ומשקלו 1 מ&quot;ל. ריכוזים אופייניים arדואר 40 מ&quot;ג מ&quot;ל -1 עבור CdTe ו -16 מ&quot;ג מ&quot;ל -1 עבור CdSe. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל דיו עם פירידין / 1-propanol לפי הצורך. דיו חנות תחת גז אינרטי בעוד הוא אינו בשימוש. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Au דיו 26 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בבקבוק 500 מ&quot;ל Erlenmeyer תוך ערבוב, לשלב 1.518 גרם (0.00385 mol) של זהב הידראט כלוריד (III), 4 HAuCl. 3H 2 O ו 126 מ&quot;ל H 2 O לייצר פתרון צהוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת פתרון מראש מעורבת של 9.52 גרם (0.0174 mol) ברומיד tetraoctylammonium ב 334 מ&quot;ל טולואן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן להוסיף ליגנד, 0.452 גרם hexanethiol (0.00382 mol) ב 2 מ&quot;ל טולואן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, בנפרד לשלב 1.58 גרם (0.0418 mol) borohydride נתרן (NaBH 4) עם 105 מ&quot;ל H 2 O ומיד להוסיף מבעבע זה צמצום פתרון ירידה מבחינת אל הבקבוק התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ערבוב ב RT באוויר במשך 3 שעות, להפריד את השלב האורגני עם משפך separatory. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מאייד סיבובי כדי להפחיתנפח עד 20 מ&quot;ל ולשטוף דיו זה עם 50 hexanes מ&quot;ל מ&quot;ל מתנול 200. המשקע מוצק עם צנטריפוגה ב 1,722 XG למשך 2 דקות למזוג supernatant חסר צבע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את המוצק באוויר מחדש לפזר כלורופורם עם ריכוז של 70 מיליליטר מ&quot;ג -1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איטו דיו 23 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים מלחים מוצקים של אינדיום (III) מימה חנקתי (ב (NO 3) 3. 2.85H 2 O, 2.93 גרם, 0.00974 mol) ופח (II) dihydrate כלוריד, (2 SnCl. 2H 2 O, 0.357 גרם, 0.00158 mol ) עם 2-methoxyethanol 10 מ&quot;ל לתוך צינור צנטריפוגות פוליפרופילן 50 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי זה, להוסיף 167 μl של 14.5 M אמוניום הידרוקסיד (NH 4 OH, 0.0024 mol) כמייצב pH ו 0.83 גרם (0.0104 mol) אמוניום חנקתי (NH 4 NO 3) כמחמצן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate ב 40 קילוהרץ במשך 20 דקות עם חימום (60 מעלות צלזיוס) או עד שינויים מהדיו לבן אביך אל חסר צבע טראןsparent. </li></ol></li></ol> 2. איטו דפוסים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים ולנקות (25 מ&quot;מ x 25 מ&quot;מ x 1.1 מ&quot;מ) שקופיות זכוכית על ידי sonicating באתנול ואצטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרי מצע זכוכית ב מרוכז (&gt; 5 M) סודיום הידרוקסיד מימי (NaOH) 1 דקות בקצרה לשטוף עם מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מצע זכוכית על coater ספין ולמלא שקופיות עם דיו איטו. ספין ב 3,228 XG במשך 20 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיד למקום המצע על סט פלטה חשמלית ל -400 מעלות צלזיוס, חום במשך 10 דקות. מגניב לאט ב RT על צלחת קרמיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך זה (2.3 - 2.4) עד התנגדות הגיליון מתחת 1,000 אוהם לכל מ&quot;ר (כ -10 שכבות). להיות קרוב ככל האפשר התנגדות גיליון עם מודד או מידה עם בדיקה של ארבע נקודות על ידי הנחת סרט איטו / זכוכית על משטח יציב והלחיצה מטה החלליות מודדות כ בנפרד 0.5 סנטימטר כדי להקליט את ההתנגדות. אם בדיקת ארבע נקודות זמינה, לדכא את טיפי בדיקה על הסרט כדי להקליט את r הגיליוןesistance הבא שיטות הוקמו. 27 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, מטבל בקצרה (~ 2 שניות) את הסרט Regia אקווה לדלל ולשטוף עם מים מזוקקים ואחריו ייבוש כדי להפחית את ההתנגדות מתחת ל -500 אוהם לכל מ&quot;ר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבנות דפוס המכשיר על ידי חיתוך רצועות של סרט (כלומר, קלטת פוליאמיד עבור טיפולים חומים או קלטת צלופן תחריט חומצה) והקפדה אותם לאורך הרשת תוכנן מראש. לדוגמה, רצועות בניצב ברוחב של 0.10 ס&quot;מ יפיק 0.10 ס&quot;מ 2 אזורים המכשיר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשתות עיצוב עם תוכנת עריכת מסמך, להדפיס על נייר עמדה לפי המצע לפעול כמדריך הרכבת הקלטת לשקופית הזכוכית השקופה. הערה: בהתאם ליישום ואת המאפיינים של הדיו, רשתות אלה יכולים לשמש כדי לייצר מכשירים עם חופפים עליונים ואלקטרודות תחתון בצורת ריבוע, מלבן או כל צורה עם פינה למדידה. לדוגמה, על ידי לסירוגין שני פסים מקבילים של איטו כיהם 0.10 סנטימטרי רוחב, ואחריו כל על ידי הפקדת השכבות הפעילות (CdSe ו CdTe), שכבת הזהב ניתן להפקיד באמצעות אותו הדפוס לסובב רק ב -90 מעלות כדי ליצור שני 0.10 סנטימטר 2 מכשירים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משרים את הסרט זכוכית / איטו עם רצועות קלטת דבקה ב Regia אקווה לדלל ב 60 מעלות צלזיוס עד איטו החשוף מתמוססת, משאיר מאחוריו מצע זכוכית חשוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הסרט ולשטוף סרט עם אצטון אתנול כדי להסיר שאריות מן דבק הקלטת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים טיפות קטנות של אפוקסי כסף על איטו הרצועות על קצה אחד של מצע זכוכית. בחום הזה על פלטה חמה ב 150 ° צלזיוס למשך 2 דקות, ואחריו קירור RT. אלה ישמשו כנקודות קשר למדידת המכשיר משום שקשה להסיר את שכבות CdTe / CdSe פעיל לאחר חישול. </li></ol> עיבוד פתרון 3. CdSe, סרטי CdTe ו- Au <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין ציפוי 28 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים איטו-גלאס בדוגמתהמצע של על coater ספין ולמלא את המשטח העליון של nanocrystals CdSe ציפוי טיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין ב 610 XG למשך 30 שניות ואחריו ייבוש על פלטה חמה ב 150 ° צלזיוס למשך 2 דקות. מצננים 25 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טובלים את הסרט בתוך NH 4 Cl: מתנול (רווי 25 מעלות צלזיוס) סט פתרון ל -60 מעלות צלזיוס. חזק למשך 15 שניות ואז לטבול סרט לתוך מכל נפרד של isopropanol. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי תחת גז אינרטי ולאחר מכן חום על פלטה חמה על 380 ° C במשך 25 שניות. מצנני RT ולשטוף עודף מלח עם מים מזוקקים לפני הייבוש תחת גז אינרטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך זה (3.1.1 - 3.1.4) עד לעובי הרצוי הוא הגיע. בדרך כלל, 3 שכבות של CdSe להפיק סרט 60 ננומטר ו -6 שכבות של CdTe מייצרים סרט 400 ננומטר CdTe. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספריי 12 ציפוי, 29 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המצע-זכוכית איטו אנכית עם קלטת או קליפים על גבי גיבוי מלא שטוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דילאוטה הדיו CdTe ו CdSe עד 4 מ&quot;ל מ&quot;ג - 1 עם כלורופורם לטעון את airbrush Fed-כבידה (מצויד מחט 0.5 מ&quot;מ) עם 0.25 מ&quot;ל של דיו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את לחץ הגז המוביל בין 10 ל -40 psi. השתמש בלחצים גבוהים יותר לסרטים חלקים רזים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדכא דיו ננו זרבובית תרסיס ליד המצע ואחריו ריסוס אחיד על פני המצע באמצעות תנועה בניצב מהירה מצד אל צד שבו זרבובית מברשת האוויר נשמר כ 60 מ&quot;מ מן המצע. נקו את airbrush על ידי ריסוס ~ 1 מ&quot;ל כלורופורם טהור מן המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סר מצע מן-ההר ולטפל CdTe שהופקד או סרט ננו CdSe עם אותו הנוהל כמו לציפוי ספין (3.1.5) עד לעובי הרצוי מושג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמו כן, לרסס את סרט ננו מגע מתכת בחזרה אל השכבות הפעילות על מנת להשלים את המכשיר. באמצעות ההליך אותו מועסק על אלקטרודות איטו, דפוס 0.01 ס&quot;מ לרצועות עבות באמצעותקלטת נמוכה דבק השכבה הפעילה בניצב רצועות איטו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את airbrush עם 2 מ&quot;ל של דיו ננו זהב (Au) (70 מ&quot;ל מ&quot;ג -1) המפוזרים כלורופורם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי סרט אטום כהה מופקד, לרדת המצע ובזהירות להסיר את הסרט לפני החימום על פלטה חמה ב 250 מעלות צלזיוס למשך 20 שניות. צבע הזהב יופיע והמכשיר יכול להיות מקורר RT ונבדק. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Debnath, R., Bakr, O., Sargent, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-processed+colloidal+quantum+dot+photovoltaics%3A+A+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Solution-processed colloidal quantum dot photovoltaics: A perspective.</a> Energy Environ. Sci. 4, 4870-4881 (2011).</li>
<li>Tang, J., Sargent, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+Colloidal+Quantum+Dots+for+Photovoltaics%3A+Fundamentals+and+Recent+Progress%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Infrared Colloidal Quantum Dots for Photovoltaics: Fundamentals and Recent Progress.</a> Adv. Mater. 23, 12-29 (2011).</li>
<li>Ning, Z., Dong, H., Zhang, Q., Voznyy, O., Sargent, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solar+Cells+Based+on+Inks+of+n-Type+Colloidal+Quantum+Dots%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Solar Cells Based on Inks of n-Type Colloidal Quantum Dots.</a> ACS Nano. 8, 10321-10327 (2014).</li>
<li>Yoon, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+Open-Circuit+Voltage+of+PbS+Nanocrystal+Quantum+Dot+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Enhanced Open-Circuit Voltage of PbS Nanocrystal Quantum Dot Solar Cells.</a> Sci. Rep. 3, (2013).</li>
<li>Jiaoyan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+open-circuit+voltage+and+the+fill+factor+in+CdTe+nanocrystal+solar+cells+by+using+interface+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Enhancement of open-circuit voltage and the fill factor in CdTe nanocrystal solar cells by using interface materials.</a> Nanotechnology. 25, 365203(2014).</li>
<li>Kramer, I. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+Spray-Coated+Colloidal+Quantum+Dot+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Efficient Spray-Coated Colloidal Quantum Dot Solar Cells.</a> Adv. Mater. 27, 116-121 (2015).</li>
<li>Shirasaki, Y., Supran, G. J., Bawendi, M. G., Bulovic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergence+of+colloidal+quantum-dot+light-emitting+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Emergence of colloidal quantum-dot light-emitting technologies.</a> Nat. Photonics. 7, 13-23 (2013).</li>
<li>Demir, H. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+dot+integrated+LEDs+using+photonic+and+excitonic+color+conversion%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Quantum dot integrated LEDs using photonic and excitonic color conversion.</a> Nano Today. 6, 632-647 (2011).</li>
<li>Yu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-Processed+Graphene%2FMnO2+Nanostructured+Textiles+for+High-Performance+Electrochemical+Capacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Solution-Processed Graphene/MnO2 Nanostructured Textiles for High-Performance Electrochemical Capacitors.</a> Nano Lett. 11, 2905-2911 (2011).</li>
<li>Ridley, B. A., Nivi, B., Jacobson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-Inorganic+Field+Effect+Transistors+Fabricated+by+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">All-Inorganic Field Effect Transistors Fabricated by Printing.</a> Science. 286, 746-749 (1999).</li>
<li>Habas, S. E., Platt, H. A. S., van Hest, M. F. A. M., Ginley, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-Cost+Inorganic+Solar+Cells%3A+From+Ink+To+Printed+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Low-Cost Inorganic Solar Cells: From Ink To Printed Device.</a> Chem. Rev. 110, 6571-6594 (2010).</li>
<li>Townsend, T. K., Yoon, W., Foos, E. E., Tischler, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Nanocrystal+Spray+Deposition+on+Inorganic+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Impact of Nanocrystal Spray Deposition on Inorganic Solar Cells.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 6, 7902-7909 (2014).</li>
<li>Olson, J. D., Rodriguez, Y. W., Yang, L. D., Alers, G. B., Carter, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CdTe+Schottky+diodes+from+colloidal+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">CdTe Schottky diodes from colloidal nanocrystals.</a> Appl. Phys. Lett. 96, 242103(2010).</li>
<li>Sun, S., Liu, H., Gao, Y., Qin, D., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+synthesis+of+CdTe+nanocrystals+for+high+performanced+Schottky+thin+film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Controlled synthesis of CdTe nanocrystals for high performanced Schottky thin film solar cells.</a> J. Mater. Chem. 22, 19207-19212 (2012).</li>
<li>Chen, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+inorganic+solar+cells+from+aqueous+nanocrystals%3A+the+impact+of+composition+on+carrier+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Efficient inorganic solar cells from aqueous nanocrystals: the impact of composition on carrier dynamics.</a> RSC Adv. 5, 74263-74269 (2015).</li>
<li>Gur, I., Fromer, N. A., Geier, M. L., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Air-stable+all-inorganic+nanocrystal+solar+cells+processed+from+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Air-stable all-inorganic nanocrystal solar cells processed from solution.</a> Science. 310, 462-465 (2005).</li>
<li>Ju, T., Yang, L., Carter, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thickness+dependence+study+of+inorganic+CdTe%2FCdSe+solar+cells+fabricated+from+colloidal+nanoparticle+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Thickness dependence study of inorganic CdTe/CdSe solar cells fabricated from colloidal nanoparticle solutions.</a> J. Appl. Phys. 107, (2010).</li>
<li>MacDonald, B. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Layer-by-Layer+Assembly+of+Sintered+CdSexTe1-x+Nanocrystal+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Layer-by-Layer Assembly of Sintered CdSexTe1-x Nanocrystal Solar Cells.</a> ACS Nano. 6, 5995-6004 (2012).</li>
<li>Crisp, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanocrystal+Grain+Growth+and+Device+Architectures+for+High-Efficiency+CdTe+Ink-Based+Photovoltaics%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Nanocrystal Grain Growth and Device Architectures for High-Efficiency CdTe Ink-Based Photovoltaics.</a> ACS Nano. 8, 9063-9072 (2014).</li>
<li>Townsend, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safer+salts+for+CdTe+nanocrystal+solution+processed+solar+cells%3A+the+dual+roles+of+ligand+exchange+and+grain+growth%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+A%22%5BJournal%5D)">Safer salts for CdTe nanocrystal solution processed solar cells: the dual roles of ligand exchange and grain growth.</a> J. Mater. Chem. A. 3, 13057-13065 (2015).</li>
<li>Jasieniak, J., MacDonald, B. I., Watkins, S. E., Mulvaney, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-Processed+Sintered+Nanocrystal+Solar+Cells+via+Layer-by-Layer+Assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Solution-Processed Sintered Nanocrystal Solar Cells via Layer-by-Layer Assembly.</a> Nano Lett. 11, 2856-2864 (2011).</li>
<li>Hecht, D. S., Hu, L. B., Irvin, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+Transparent+Electrodes+Based+on+Thin+Films+of+Carbon+Nanotubes%2C+Graphene%2C+and+Metallic+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Emerging Transparent Electrodes Based on Thin Films of Carbon Nanotubes, Graphene, and Metallic Nanostructures.</a> Adv. Mater. 23, 1482-1513 (2011).</li>
<li>Kim, M. G., Kanatzidis, M. G., Facchetti, A., Marks, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+fabrication+of+high-performance+metal+oxide+thin-film+electronics+via+combustion+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Low-temperature fabrication of high-performance metal oxide thin-film electronics via combustion processing.</a> Nat. Mater. 10, 382-388 (2011).</li>
<li>Townsend, T. K., Foos, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+solution+processed+all+inorganic+nanocrystal+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Fully solution processed all inorganic nanocrystal solar cells.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 16458-16464 (2014).</li>
<li>Yu, W. W., Peng, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+High-Quality+CdS+and+Other+II-VI+Semiconductor+Nanocrystals+in+Noncoordinating+Solvents%3A+Tunable+Reactivity+of+Monomers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem%22%5BJournal%5D)">Formation of High-Quality CdS and Other II-VI Semiconductor Nanocrystals in Noncoordinating Solvents: Tunable Reactivity of Monomers.</a> Angew. Chem. 114, 2474-2477 (2002).</li>
<li>Brust, M., Walker, M., Bethell, D., Schiffrin, D. J., Whyman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+thiol-derivatised+gold+nanoparticles+in+a+two-phase+Liquid-Liquid+system%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc.%2C+Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Synthesis of thiol-derivatised gold nanoparticles in a two-phase Liquid-Liquid system.</a> J. Chem. Soc., Chem. Commun. 0, 801-802 (1994).</li>
<li>Smits, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Sheet+Resistivities+with+the+Four-Point+Probe%5BTitle%5D)+AND+%22Bell+Sys.+Tech.+J%22%5BJournal%5D)">Measurement of Sheet Resistivities with the Four-Point Probe.</a> Bell Sys. Tech. J. 37, 711-718 (1958).</li>
<li>Yoon, W., Townsend, T. K., Lumb, M. P., Tischler, J. G., Foos, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sintered+CdTe+Nanocrystal+Thin-films%3A+Determination+of+Optical+Constants+and+Application+in+Novel+Inverted+Heterojunction+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Sintered CdTe Nanocrystal Thin-films: Determination of Optical Constants and Application in Novel Inverted Heterojunction Solar Cells.</a> IEEE Trans. Nanotechnol. 13, 551-556 (2014).</li>
<li>Foos, E. E., Yoon, W., Lumb, M. P., Tischler, J. G., Townsend, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inorganic+Photovoltaic+Devices+Fabricated+Using+Nanocrystal+Spray+Deposition%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Inorganic Photovoltaic Devices Fabricated Using Nanocrystal Spray Deposition.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 5, 8828-8832 (2013).</li>
<li>Nag, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-free+Inorganic+Ligands+for+Colloidal+Nanocrystals%3A+S2-%2C+HS-%2C+Se2-%2C+HSe-%2C+Te2-%2C+HTe-%2C+TeS32-%2C+OH-%2C+and+NH2-+as+Surface+Ligands%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Metal-free Inorganic Ligands for Colloidal Nanocrystals: S2-, HS-, Se2-, HSe-, Te2-, HTe-, TeS32-, OH-, and NH2- as Surface Ligands.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 10612-10620 (2011).</li>
<li>Panthani, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Efficiency+Solution+Processed+Sintered+CdTe+Nanocrystal+Solar+Cells%3A+The+Role+of+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">High Efficiency Solution Processed Sintered CdTe Nanocrystal Solar Cells: The Role of Interfaces.</a> Nano Lett. 14, 670-675 (2014).</li>
</ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

לסיכום, פרוטוקול זה מספק הנחיות עבור השלבים העיקריים מעורבים בבניית פתרון מעובד מכשיר אלקטרוני מתוך בתצהיר spray- או ספין-ציפוי. כאן, אנו מדגישים שיטות חדשות עבור תחמוצת אינדיום בדיל מוליכים שקופים עיבוד פתרון (איטו) סרטים על גבי מצעים זכוכית שאינו מוליך. לאחר הליך תחריט קליל, יכולות להיוצר אלקטרודות בודדות לפני-ספריי הפקדת שכבות פוטו-פעיל. באמצעות טכניקה שכבה אחר שכבה, nanocrystals CdSe ו CdTe ניתן להפקיד אוויר בתנאים הסביבה מ airbrush. לאחר חילופי דברים ליגנד טיפול בחום, האלקטרו...

בשל מאפייני המתעוררים הייחודיים שלהם, דיו ננו אורגני מצא יישומים במגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים כולל photovoltaics, 1 -. 6 דיודות פולט אור, 7, 8 קבלים 9 וטרנזיסטורים 10 זאת בשל השילוב של אלקטרונית מעולה תכונות אופטיות של חומרים אורגניים תאימות הפתרון שלהם על הננומטרי. חומרים אורגניים גורפים הם בדרך כלל לא מסיסים ולכן מוגבלים בטמפרטורה גבוהה, תצהירי ואקום בלחץ נמוכים. עם זאת, כאשר נערך על ננו עם פגז ליגנד אורגני, ניתן לפזר חומרים אלה בממסים אורגניים והפקידו מפתרון (drop-, דולה, spin-, spray- ציפוי). והחופש הזה משטחים גדולים ובלתי סדירים מעיילים עם מכשירים אלקטרוניים מפחית את העלות של הטכנולוגיות הללו תוך הרחבת יישומי נישה אפשריות. 6, 11 </sup&gt;, 12 פתרון עיבוד של קדמיום (II) טלוריד (CdTe), קדמיום (II) selenide (CdSe), קדמיום (II) גופרי (CDS) ותחמוצת אבץ (ZnO) שכבות פעילות מוליכים למחצה אורגניים הוביל התקני פוטו לכת יעילות (ƞ) עבור מתכת-CdTe צומת שוטקי CdTe / אל (ƞ = 5.15%) 13, 14 ו heterojunction תקליטורים / CdTe (ƞ = 5.73%), 15 CdSe / CdTe (ƞ = 3.02%), 16, 17 ZnO / CdTe (ƞ = 7.1 %, 12%). 18, 19 בניגוד בתצהיר ואקום של מכשירי CdTe בתפזורת, סרטים ננו אלה חייבים לעבור בתצהיר בעקבות דיאלוג ליגנד להסיר יליד בידוד הליגנדים אורגני ארוכת שרשרת אוסרות העברת אלקטרונים יעילה דרך הסרט. בנוסף, sintering CD-(S, Se, טה) חייב להתרחש במהלך החימום בנוכחות זרז מלח מתאים. לאחרונה, זה היה found כי אמוניום כלוריד רעיל (NH 4 Cl) יכול לשמש למטרה זו כתחליף כלוריד קדמיום נפוץ (II) (CdCl 2) 20 על ידי טבילת סרט ננו שהופקד NH 4 Cl:. פתרונות מתנול, תגובת החליפין ליגנד מתרחשת בו זמנית עם חשיפת זרז sintering חום מופעל NH 4 Cl. הסרטים הללו המוכנות מחוממים שכבה אחר שכבה לבנות לעובי הרצוי של שכבות פוטו-פעיל. 21 ההתפתחויות אחרונות בסרטים מוליכים שקופים (nanowires מתכת, גרפן, צינורות פחמן, תחמוצת אינדיום בדיל מעובד בעירה) ודיו ננו מוליך המתכת הובילו הייצור של אלקטרוניקה גמישה או מעוקלת הבנויה על משטחים שאינם מוליכים שרירותיים. 22, 23 במצגת זו , אנחנו מדגימים הכנה כל פתרון דיו מבשר כולל השכבות הפעילות (nanocrystals CdTe ו CdSe), את transpaלשכור ניצוח אלקטרודה תחמוצת (כלומר, תחמוצת בדיל המסומם אינדיום, איטו) ומגע המתכת האחורי לבנות תאים סולריים אורגניים הושלמו לחלוטין מתהליך פתרון. 24 כאן, אנו מדגישים את ארכיטקטורות דפוסי תרסיס התהליך ושכבת ההתקן שאינו מוליך זכוכית. פרוטוקול וידאו מפורט זה נועד לעזור לחוקרים מי הם בעיצוב תאים סולריים מעובד פתרון בניין; עם זאת, באותו הטכניקות המתוארות כאן החלות על מגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים.

<table><tbody><tr><td>חומצה אולאית, 90%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>364525</td><td></td></tr><tr><td>1-אוקטדצן, 90%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>O806</td><td></td></tr><tr><td>טריוקטיל פוספין (TOP)</td> בדרגה טכנית, 90% <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>117854</td><td></td></tr><tr><td>טרימתילסיליל כלוריד רגיש לאוויר, 99.9%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>92360</td><td>רגיש לאוויר ולמים</td></tr><tr><td>Se, 99.5+%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>209651</td><td></td></tr><tr><td>NH4Cl, 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>9718</td><td></td></tr><tr><td>CdCl2, 99.9%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>202908</td> CdO <td>רעיל מאוד</td></tr><tr><td>, 99.99%</td> <td>Strem</td><td>202894</td> Te <td>רעיל מאוד</td></tr><tr><td>, 99.8%</td> <td>Strem</td><td></td> 264865 <td></td></tr><tr><td>In(NO3)3.2.85H2O, 99.99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>326127-50G</td><td></td></tr><tr><td>SnCl2.2H2O, 99.9%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>431508</td><td></td></tr><tr><td>NH4OH</td><td>Sigma Aldrich</td><td>320145</td><td>Caustic</td></tr><tr><td>NH4NO3, 99%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>A9642</td><td></td></tr><tr><td>HAuCl<תת>4.3H2O, 99.9%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>520918</td><td></td></tr><tr><td>טטראוקטילאמוניום ברומיד (TMA-Br)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>294136</td><td></td></tr><tr><td>טולואן, 99.8%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>הקסנתיול, 95%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>234192</td><td></td></tr><tr><td>NaBH<תת>4, 96%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>71320</td><td></td></tr><tr><td>הקסנים, 98.5%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>650544</td><td></td></tr><tr><td>אתנול, 99.5%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>459844</td><td></td></tr><tr><td>מתנול, נטול מים, 99.8%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>1-פרופנול, 99.5%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td></td> 402893-2-פרופנול<td></td></tr><tr><td>, 99.5% </td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>278475</td><td></td></tr><tr><td>פירידין, > 99%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>360570</td><td>מטוהר על ידי זיקוק</td></tr><tr><td>הפטן</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>246654</td><td></td></tr><tr><td>כלורופורם > 99%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>372978</td><td></td></tr><tr><td>אצטון</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>34850</td><td></td></tr><tr><td>שקופיות מיקרוסקופ זכוכית</td><td>פישר</td><td>12-544-4</td><td>קאט עם חותך זכוכית</td></tr><tr><td>Gravity Fed Airbrush</td><td>Paasche</td><td>VSR90#1</td><td></td></tr><tr><td>מחט מזרק</td><td>פישר</td><td>CAD4075</td><td></td></tr><tr><td>תחנת בדיקת סימולטור סולארי</td><td>ניופורט</td><td>PVIV-1A</td><td></td></tr><tr><td>תוכנה</td><td>Oriel</td><td>PVIV 2.0</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק תחתון עגול</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z723134</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק תחתון עגול</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td>Z418668</tr><tr><td>מסנן מזרק פוליטטרפלואורואתילן (PTFE)&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>Z259926</td><td></td></tr><tr><td>סרט פוליאמיד</td><td>קפטון</td><td>KPT-1/8</td><td></td></tr><tr><td>קלטת צלופן</td><td>סקוטש</td><td>810 סרט</td><td></td></tr><tr><td>פוליפרופילן&nbsp; צינור צנטריפוגה</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>CLS430290</td><td></td></tr><tr><td>כסף אפוקסי</td><td>MG כימיקלים</td><td>8331-14G</td><td></td></tr></tbody></table>

המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

אנו להדגים שיטה להכנת תאים סולריים אורגניים מעובדים במלואם פתרון מ ספין ולרסס בתצהיר ציפוי של דיו ננו. עבור שכבת בולם photoactive, CdTe קולואידים ו nanocrystals CdSe (3-5 ננומטר) מסונתזים באמצעות טכניקת הזרקה חמה אינרטי וניקה עם משקעים להסיר ריאגנטים המוצא עודפים. באופן דומה, nanocrystals זהב (3-5 ננומטר) מסונתז בתנאי סביבה ופזר בממסים אורגניים. בנוסף, פתרונות מבשרים על תחמוצת אינדיום בדיל מוליכים שקופים (איטו) סרטים ערוכים מפתרונות של מלחים אינדיום ובדיל זיווג עם מחמצן תגובתי. שכבה אחר שכבה, פתרונות אלה מופקדים על מצע זכוכית הבא חישול (200-400 מעלות צלזיוס) כדי לבנות את התא הסולארי ננו (זכוכית / איטו / CdSe / CdTe / Au). החילופי ליגנד טרום חישול נדרש עבור nanocrystals CdSe ו CdTe שבו סרטים טבולים NH 4 Cl: מתנול להחליף Liga יליד-שרשרת ארוכהnds עם אורגניים Cl קטן - אניונים. 4 NH Cl (ים) נמצא לפעול כזרז תגובת sintering (כחלופה רעילה לטיפול הקונבנציונלי CdCl 2 (s)) שיוביל לצמיחת תבואה (136 ± 39 ננומטר) במהלך חימום. העובי והחספוס של הסרטים המוכנים מאופיינים עם SEM ו profilometry האופטי. FTIR משמש כדי לקבוע את מידת חילופי ליגנד לפני sintering, ו XRD משמש כדי לאמת את crystallinity והפאזה של כל חומר. UV / Vis ספקטרה להראות גבוה הילוכים האור הנראה דרך שכבת איטו ומעבר אדום ספיגת של nanocrystals chalcogenide קדמיום לאחר חישול תרמית. עקומות נוכחית במתח של התקנים הושלמו נמדדות תחת תאורה אחד שמש מדומה. הבדלים קטנים בטכניקות בתצהיר ריאגנטים המועסקים במהלך חילופי ליגנד הוכחו להם השפעה מרחיקת לכת על מאפייני ההתקן. כאן אנו בוחנים את ההשפעות של חםקאל (סוכני sintering וחילופי ליגנד) וטיפולים פיזיים (ריכוז פתרון, בלחץ ספריי, זמן חישול חישול בטמפרטורה) על ביצועי המכשיר פוטו.

דפוסי עקיפת רנטגן זווית קטנה משמשים כדי לאמת את crystallinity ושלב של סרט ננו annealed (איור 1 א). אם הגדלים הגביש הם מתחת ל -100 ננומטר, בקוטר קריסטל שלהם ניתנת לאמידה עם המשוואה Scherrer (Eq. 1) ומאומת עם מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54154/54154eq1.jpg" /> כאשר D הוא בקוטר הגביש הממוצע, K הוא הגורם צורת הממדים עבור החומר, β הוא המקסימום חצי רוחב שיא רנטגן השתברות (XRD) בבית θ הזווית בראג. <p ...

פרוטוקול זה מתאר את בתצהיר סינתזת פתרון של שכבת nanocrystals אורגנית אחר שכבה לייצר אלקטרוניקת סרט דקה על משטחים שאינם מוליכים. דיו מרכך מיוצב יכול לייצר התקנים פוטו מלאים על מצעי זכוכית באמצעות ציפוי ספין ומרסס בעקבות הדיאלוג ליגנד sintering שלאחר בתצהיר.

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

המטרה הכוללת של פרוצדורה זו היא להשקיע סרטים של ננו-גבישים אנאורגניים בשיטת spin-coating וריסוס בתנאי סביבה, כדי לבנות התקני תאים סולאריים המיוצרים באופן מלא בתמיסה לאחר החלפת ליגנדים וחישול (annealing). שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחומי הננו-מדע וממשקי חומרים יישומים, כגון האם ניתן לבנות רכיבים אלקטרוניים תפקודיים מחומרים אנאורגניים על ידי הכנתם בקנה מידה ננומטרי, כך שנוכל לייצר התקנים שלמים בתמיסה מלמטה למעלה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא היכולת להתחיל לחשוב על ריסוס רכיבים אלקטרוניים על משטחים חדשים ובלתי שגרתיים.זה כולל ריסוס של שטחים גדולים ובלתי סדירים בזמן קצר, הודות לחופש הנוסף בשיטת ההשקעה. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות ספציפיות לגבי בניית התקנים פוטו-וולטאיים, ניתן ליישמה גם במערכות אחרות, כגון עיבוד בריסוס של LEDs, טרנזיסטורים וקבלים. בעת סינתזה של דיו של cadmium selenide ו-cadmium telluride, יש לעקוב אחר הפרוטוקול הכתוב עד לשלב סינתזת ה-pyridine.שפכו את הנוזל העליון והוסיפו בחזרה 5 milliliters של pyridine מזוקק ו-5 milliliters של 1-propynol. לאחר מכן, שטפו את הבקבוק בגז אינרטי ובצעו סוניקציה לתערובת בתדר של 40 kilohertz למשך 30 דקות. כמו כן, חשוב לסנן את הדיו דרך מסנן מזרק PTFE של one micron ולמדוד את ריכוז הדיו על ידי ייבוש של 200 microliters.לבסוף, דללו את הדיו באמצעות pyradine ו-1-propynol לפי הצורך ואחסנו את הדיו תחת גז אינרטי. בבקבוק ארלנמייר של 500 milliliter, ערבבו יחד gold chloride trihydrate ומים. לאחר מכן, הוסיפו tetraoctylammonium bromide שהוכן מראש אל התערובת הצהובה.לאחר מכן, יש להוסיף את הליגנד hexanethiol. בנפרד, ערבבו sodium borohydride בתוך מים. הוסיפו מיד את תמיסת החיזור המבעבעת הזו בטיפות לבקבוק התגובה.לאחר שלוש שעות של ערבוב, הפר את הפאזה האורגנית באמצעות משפך הפרדה. לאחר מכן, השתמש במאדה סיבובי (rotovap) כדי להפחית את הנפח ל-20 milliliters. שטוף את הדיו שנאספה עם 50 milliliters של hexanes ו-200 milliliters של methanol.שקיע את המוצקים וסנן את הנוזל העליון (supernatant) חסר הצבע. לאחר מכן, ייבש את המוצקים באוויר והפץ אותם מחדש בכלורופורם בריכוז של 70 milligrams per milliliter. הכנת היחסים המתאימים של מוצקי האינדיום-בדיל עבור דיו ה-ITO היא קריטית כדי שאלקטרודה זו תהיה בעלת מוליכות גבוהה.שכבת התחמוצת הנוצרת לאחר טיפול בחום (annealing) רגישה מאוד לשינויים קלים בריכוזים היחסיים של הפרקורסורים. ראשית, בתוך מבחנה מפוליפרופילן בנפח 50 milliliter, ערבבו מלחים מוצקים של indium nitrate hydrate ו-tin chloride dihydrate עם 10 milliliters של 2-methoxyethanol. לתערובת זו, הוסיפו ammonium hydroxide כדי לבצע באפר ל-pH.לאחר מכן, ערבב פנימה מוצק של ammonium nitrate שישמש כחומר מחמצן. בצע סוניקציה למבחנה בתדר של 40 kilohertz במים חמימים למשך 20 עד 60 דקות, או עד שהדיו משנה את צבעו מעכור ולבן לשקוף וללא צבע. גזור זכוכית למשטח ריבוע ונקה אותה באמצעות סוניקציה, ולאחר מכן בעזרת ethynol ואצטון.בשלב הבא, הניחו את הזכוכית בנתרן הידרוקסיד רכז למשך דקה אחת. שטפו את הזכוכית קצרות במים ולאחר מכן בצעו ציפוי ספין (spin coat) של דיו ITO עליה. לאחר מכן, העבירו מיד את השקופית לפלטה מחממת המכוונת ל-400 °C.לאחר חמש דקות, הוציאו את הדגם והניחו לו להתקרר לטמפרטורת החדר על גבי פלטת קרמיקה. המשיכו להניח שכבות של דיו ITO על השקופית עד שההתנגדות הגיליונית תהיה נמוכה מ-1,000 ohms, כפי שנמדד באמצעות מולטימטר או גשש ארבע נקודות. לבסוף, טבלו את הסרט לזמן קצר ב-aqua regia מדולל ושטפו אותו במים מזוקקים.לאחר הייבוש, ההתנגדות צריכה להיות נמוכה מ-500 ohms. כעת, באמצעות רשת מודפסת כנקודת ייחוס, סדרו רצועות של סרט סלופנים כדי למסך את השכבות לצורך תסריט (etching) בחומצה. באזורים שבהם מונח הסרט, ה-ITO יישמר על הזכוכית.ללא התבנית הנכונה, למכשירים לא יהיה השטח הרצוי ומדידות הנצילות או הזרם יהיו שגויות. בנוסף, התבנית מבטיחה שמכשירים סמוכים אינם במגע זה עם זה, ובכך נמנע קצר במכשירים. לאחר מכן, השרו את הסרט ב-aqua regia מדולל בטמפרטורה של 60 °C כדי להמיס את ה-ITO החשוף.לאחר שטיפה מהירה וייבוש במים, הסירו את הסרט. לאחר מכן, בצעו סוניקציה לסרט באמצעות אצטון ואתנול כדי להסיר שאריות של דבק מהסרט. כעת, הוסיפו נקודת מגע לצורך ביצוע המדידות.מריחו טיפה קטנה של אפוקסי כסף על קצהו של כל נסוף ITO בצד אחד של הריבוע של התשתית. לבסוף, חממו את התשתית בטמפרטורה של 150 °C למשך שתי דקות והניחו לה להתקרר. התחילו בהנחת תשתית זכוכית ITO בעלת התבנית על מכשיר Spin Coater וצפו אותה בדיו של גבישי קדמיום סלניד.יש לייבש את הדגם בטמפרטורה של 150 °C למשך שתי דקות, ולאחר מכן לטבול אותו בתמיסה של ammonium chloride עם methynol שחוממה ל-60 °C למשך 15 שניות. לאחר מכן, יש לטבול את הסרט ב-isopropanol. לבסוף, יש לייבש את הסרט תחת גז אינרטי ולחמם אותו בטמפרטורה של 380 °C למשך 25 שניות.לאחר הקירור, שטפו את עודפי המלח במים מזוקקים וייבשו את התשתית תחת גז אינרטי. חזרו על תהליך זה עד להשגת העובי הרצוי. בניגוד לציפוי ספין (spin coating), לציפוי בריסוס יש ניואנסים של חוסר עקביות התלויים באדם המבצע את הריסוס.עם זאת, לאחר חודשים של ניסוי וטעייה, מצאנו שיטה שעובדת היטב. הצמדו את מצע זכוכית ה-ITO בצורה אנכית באמצעות סרט דביק או תפסים למשטח תמיכה שטוח ומוצק. טענו 0.25 עד 1 mL של דיו קדמיום מדולל למרסס (airbrush) הפועל בכוח הכבידה.הגדירו לחץ גבוה יותר עבור שכבות דקות וחלקות. כעת, במרחק של 60 millimeters מפני השטח של התשתית, התחילו בריסוס של דיו הננו-גבישים הרחק מהתשתית. לאחר מכן, הזיזו את הריסוס מעל התשתית בתנועות מהירות מצד לצד, תוך שמירה על זרם הריסוס בניצב לפני השטח. שיטת הריסוס מעניקה לנו שליטה רבה יותר בעובי השכבה, בבליעות ובמורפולוגיה הכללית.עם זאת, בשל חירויות אלו, יש לנטר בקפידה את מרחק הריסוס, ריכוז התמיסה, לחץ ההגשה ומשך זמן ההשקעה כדי להשיג עקביות. המשיכו להוסיף שכבות של דיו גבישים ננומטריים עד להגעה לעובי הרצוי. לאחר מכן, בצעו דפוס סרט (tape pattern) לשכבות הפעילות.לבסוף, ניתן להתיז שכבה של ננו-גבישים של זהב על התשתית. מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת שימשה למעקב אחר מידת גידול הגrains בסרטים שעברו חישול. לאחר השכבת שכבה בודדת של צבע קדמיום וחימום בנוכחות אמון חלוריד, גודל הגrains עובד לאופטימיזציה על ידי כוונון הטמפרטורה ומשך החימום, ריכוז הדיו, לחץ ומשך ההתזה, או מהירות הסיבוב.בדרך כלל, גרגירים גדולים יותר מעידים על התקנים בעלי זרמי קצר גבוהים יותר. ספקטרוסקופיית UV-Vis משמשת להערכת גודל הננו-גביש על בסיס מתאם של שיא הבליעה עם אפקטים של כליאה קוונטית. גודל הגביש כוונן על ידי שינוי ריכוז הפרקורסורים, טמפרטורת התגובה ומשך סינתזת הדיו.נעשה שימוש בפרופילומטריה אופטית למדידת עובי השכבה והחספוס. מדידה זו בוצעה על שכבה בודדת של כל חומר ועל התקנים שהושלמו. ספקטרום שלה של Fourier transform infrared נלקח כדי לעקוב אחר מידת חילוף הליגנדים במהלך הטיפול במתילול עם 암וניום כלוריד, כפי שנמדד על ידי היעלמות פסי המתיחה של C-H alchol ב-2, 924 וב-2, 852.מאפייני מתח-זרם התקבלו בחושך ותחת תאורה סימולטיבית של שמש אחת ממסמל שמש מכויל. הסבר מפורט ניתן בפרוטוקול הטקסט. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי אופן שיקוע הדירה של ננו-גבישים אנאורגניים, שאינם מסיסים בדרך כלל, על מצעים לא-מוליכים לצורך בניית התקנים אלקטרוניים פעילים באמצעות שימוש פשוט במברשת אוויר, דיו מוכן ומקור חום.לאחר השליטה בטכניקה, ניתן לבצע אותה בשעה עד שעתיים אם היא מבוצעת כראוי. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לק জনগণকে של תשתי המכשיר באיטיות לאחר החימום כדי למנוע סדקים בזכוכית. אל תשכחו שעבודה עם ננו-חומרים עלולה להיות מסוכנת ביותר.יש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון ביצוע כל תהליכי הרס/ריסוס בתוך מבאשרי פחמן (מכסה מנוע) תוך써 wearing ציוד מגן אישי.

fabrication-fully-solution-processed-inorganic-nanocrystal

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

סיליקון polycrystalline סרט דק תאים סולריים על זכוכית מיוצרים על ידי הפקדת שכבות בורון וזרחן סיליקון מסוממים ואחריו פסיבציה, פגם גבישים ו metallisation. Plasmonic אור השמנה הוא הציג על ידי יצירת חלקיקים שמייצרת חברת על משטח סיליקון תא כתרים עם רפלקטור מתפזרת וכתוצאה מכך שיפור ~ פוטוני 45%.

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

אסטרטגיה כללית לפיתוח של הפרדת תשלום מרוכבים מוליכים למחצה ננו פריסה לייצור אנרגיה סולארית מוצגת. אנו מראים כי הרכבה של תחומי התורם acceptor ננו בגיאומטרית nanoparticle אחת מעורר פונקצית הפוטו, בעוד בתפזורת-heterojunctions של-acceptor תורם ננו סרטים יכול לשמש להמרת אנרגית פוטו.

קצירת אנרגיה סולארית באמצעות תשלום פרדת Nanocrystals והמוצק שלהם

מוצגת שיטה לייצור, בתנאי סביבה, התקני טנדם פוטו-וולטאיים אורגניים בתצורה מקבילה. מכשירים אלה כוללים קתודה משותפת של ננו-צינורות פחמן מעובדת באוויר, שקופה למחצה.

שיטת אמביינט לייצור ionically המגודר פחמן Nanotube הנפוץ קטודה בתאים סולריים האורגנית טנדם

מודגם ייצור סורגים בעלי ניגודיות גבוהה כאלמנט מפזר הספקטרום המקביל במערכת פוטו-וולטאית מרוכזת. מתוארים תהליכי ייצור הכוללים ליתוגרפיה של ננו-טביעה, התזת TiO2 ותחריט יונים תגובתי. תוצאות מדידת השתקפות משמשות לאפיון הביצועים האופטיים.

המצאה של Gratings ניגודיות הגבוה לפיצול הספקטרום Dispersive האלמנט במערכת פוטוולטאית מרוכזת

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפברק תאים סולריים אורגני סרט דק באמצעות coater למות מיני חריץ ומאפייני מבנה אונליין הקשורים באמצעות טכניקות פיזור synchrotron.

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף באתרו אפיון מורפולוגיה

אנו מציגים מחקר מקיף על ההשפעות של שיטות ייצור שונות עבור שכבות דקות perovskite אורגניות / אורגניות על ידי השוואת מבנים גבישיים, צפיפות מצבים, רמות אנרגיה, ובסופו של דבר ביצוע תאים סולאריים.

השפעת שיטות ייצור perovskite היברידיות על יצירת סרט, מבנה אלקטרוני, ואת ביצוע תאים סולאריים

המטרה הכוללת של פרויקט זה היתה להשתמש electrospinning כדי לפברק photanode עם ביצועים משופרים עבור תאים סולריים רגישים צבע.

Electropinning של אלקטרודות photatalalytic עבור תאים סולריים רגישים צבען

כתב יד זה מתאר כיצד לעצב, הרכיבו יעיל SMPV1:PC הפוכה71מוניטור השמש תאים עם ZnO nanorods (NRs) גדל על שכבת זרע ZnO באל-מסטול (אזו) באיכות גבוהה. מיושר היטב באופן אנכי אוריינטציה ZnO NRs נספח מאפייני גבישי גבוהה. המרת כוח יעילות תאים סולריים יכולים להגיע 6.01%.

היטב מיושר אנכית מונחה ZnO Nanorod מערכים ויישומם ב הפוך קטן מולקולה תאים סולריים

בנייר זה, הזרימה dielectrophoresis בסיוע הוכח עבור הרכבה עצמית של התקני ננו-חוט. הזיוף של טרנזיסטור אפקט שדה ננו-חוט סיליקון מוצג בתור דוגמה.

בסיוע זרימת Dielectrophoresis: שיטה בעלות נמוכה עבור הזיוף של התקני ננו-חוט processable-פתרון ביצועים גבוהים

פרוטוקול עבור סינתזה לא אורגנית-עופרת-הליד היברידית פרוביסקיט קוונטית נקודה דיו עבור מדפסת הזרקת דיו והפרוטוקול להכנה של הדפסה הדיו נקודה קוונטית במדפסת הזרקת דיו עם טכניקות אפיון פוסט מוצגים.

הדפסת צבעי הדיו פרוביסקיט הליד אורגניים ליישומים פוטו הזרקת דיו

בפרוטוקול זה, אנו מתארים את ההליך הניסיוני המפורט לייצור של קשר ננו בקנה מידה חזק בין רשת פלזמה כסף ותקליטורים מאגר שכבה בסרט סיגריות דק השמש תא.

הייצור של הקשר ננו בקנה מידה חזק בין אלקטרודות כסף ננו ושכבת מאגר תקליטורים Cu (ב, Ga) Se2 דק-סרט תאים סולריים

למד את שיטת הספין והריסוס להפקת תאים סולאריים מננו-גבישים אי-אורגניים על משטחים לא מוליכים. שיטה זו מאפשרת ייצור אלקטרוניקה דקת-שכבה בקנה מידה גדול.

המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד

גלה סרטונים נוספים