Name: Fabbricazione di inorganici nanocristalli fotovoltaici dispositivi completamente Soluzione Processing (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: Scopri la deposizione di nanocristalli inorganici per dispositivi fotovoltaici mediante spin e spray coating. Questo metodo consente di realizzare elettronica su superfici non conduttive in modo scalabile.

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L'Office of Naval Research (ONR) è grato per il sostegno finanziario. Una parte di questo lavoro è stata condotta mentre il professor Townsend deteneva una borsa di studio post-dottorato del National Research Council (NRC) presso il Naval Research Laboratory ed è grato per il supporto interno del St. Mary's College del Maryland.

Nota: Si prega di consultare tutte le schede di sicurezza dei materiali rilevanti (MSDS) prima dell&#39;uso. Molte delle soluzioni precursori e prodotti sono pericolosi o cancerogeni. Particolare attenzione dovrebbe essere rivolta ai nanomateriali per motivi di sicurezza unici che sorgono rispetto ai loro omologhi di massa. attrezzatura di protezione deve essere indossato (occhiali protettivi, visiera, guanti, camice, pantaloni lunghi e scarpe chiuse a punta) in qualsiasi momento durante questa procedura. 1. Sintesi di nanocristalli Precursore Inchiostri <ol><li> CdSe e CdTe Inchiostri 18, 25 <ol><li> In un vano portaoggetti atmosfera inerte, combinare 0,24 g (0,0019 mol) tellurio (Te) per CdTe (o 0,1527 g (0,0019 mol) di selenio (Se) per CdSe) in polvere con 4,39 g (0,012 mol) trioctylphosphine (TOP) in un 5 ml pallone a fondo tondo (RBF). </li><li> Sigillare questo recipiente con un setto di gomma e togliere dal cassetto portaoggetti per sonicazione (40 kHz) in una piscina riscaldata (60 ° C)bagnomaria finché tutte le solido Te o Se è sciolta (circa 20 min). Mettere da parte 5 ml di 1-ottadecene (1-ODE). </li><li> A parte, in un 3-collo pulito e asciutto da 250 ml RBF con ancoretta magnetica, combinare 0,48 g (0,0037 mol) di cadmio (II) ossido (CDO) in polvere con 4,29 g (0,015 mol) di acido oleico (OA) e 76 ml di 1-ottadecene. Controllare vetreria per i difetti prima dell&#39;uso, e assemblare tutti i giunti vetro-vetro con grasso per vuoto ad alta temperatura. </li><li> Collegare una pompa a vuoto ed un gas inerte (argon, Ar o azoto, N 2) fonte a basso flusso al pallone tramite una linea vetreria Schlenk mantenendo almeno un collo della libera RBF per iniettare il precursore TOP-calcogenuro. Inserire sonda di temperatura direttamente nella soluzione da uno dei colli e tenuta. </li><li> Impostare agitare alla massima velocità e impostare la temperatura a 110 ° C sotto vuoto per 30 min. Nota: superiore a 250 ° C può degradare la componente acido oleico indicato da un cambiamento di colore da incolore agiallo. </li><li> Passare dal vuoto a gas inerte per costruire una leggera pressione positiva nel pallone. Regolare il flusso di gas ad una pressione bassa (~ 1 psi). Bolle vanno formando con una frequenza di 1-5 Hz nel gorgogliatore dell&#39;olio. <ol><li> A parte preparare una estensione del collo di vetro sormontato da un setto di gomma. Attaccare un ago da siringa al tubo sulla linea Schlenk. </li><li> Pierce l&#39;ago della siringa nel setto per consentire la pressione per rilasciare. Ricordatevi di ingrassare leggermente il giunto con grasso per vuoto. </li><li> In questo momento, rimuovere rapidamente il tappo di vetro superiore dal pallone di reazione e sostituirlo con un&#39;estensione di vetro. gas inerte in eccesso fluisce attraverso il pallone, e questo verrà indicato con bollicine emergenti dal gorgogliatore dell&#39;olio. </li></ol></li><li> Chiudere la sorgente di gas inerte originale e aprire la seconda sfiato per consentire una lenta corrente controllata di gas inerte nella parte superiore del pallone durante il resto della sintesi. </li><li> Aumentare la temperatura della soluzione a 260 ° C per CdTe (250 ° C per CdSe) e attendere che la soluzione passa da un leggero marrone completamente incolore e trasparente. </li><li> Una volta raggiunta la temperatura di reazione desiderata, preparare una siringa per l&#39;iniezione estraendo il precursore TOP-calcogenuro e ulteriori 5 ml 1-ODE. </li><li> In un passo, togliere il mantello di riscaldamento, pur continuando a mescolare e iniettare la miscela / 1-ODE TOP-calcogenuri rapidamente. </li><li> Lasciare raffreddare la soluzione per RT (~ 30 min) e monitorare i cambiamenti di colore come quantistica confinato particelle sotto forma di semi e crescere in nanocristalli più grandi. CdSe è un colore rosso intenso e CdTe è un marrone scuro. </li><li> Direttamente al pallone, aggiungere 25 ml di eptano e 100 ml di etanolo per precipitare il prodotto. Trasferimento 40 ml aliquote in una provetta da centrifuga da 50 ml e aggiungere 5 ml di toluene e 5 ml di etanolo per completare la precipitazione. </li><li> Centrifugare il prodotto a 1.722 xg per 2 minuti o fino a quando il surnatante è trasparente. Decantare il surnatante e combinare solido prodotto in un RBF 5 ml aggiungendo 0,5 ml di toluene e 5 ml di acqua distillata piridina per disperdere i nanocristalli. ATTENZIONE: condurre tutti gli esperimenti piridina sotto la cappa. </li><li> Lavare la RBF con gas inerte e quindi sigillare con tappo di gomma. Attaccare riscaldamento mantello e portare a 85 ° C. Scaricare la pressione utilizzando un ago inserito brevemente nel setto di gomma. Si continua il riscaldamento e mescolando delicatamente per 18 ore. </li><li> Dopo lo scambio piridina, combinare CdTe o CdSe prodotto e 40 ml esano e centrifugare a 1.722 xg per 2 minuti o fino a quando il surnatante è incolore. Decantare il surnatante e aggiungere 5 ml di piridina distillata e 5 ml di 1-propanolo. boccetta Lavare con gas inerte e ultrasuoni (40 kHz) questa miscela per 30 min. Raccogliere il surnatante e scartare qualsiasi prodotto solido. </li><li> Filtrare l&#39;inchiostro attraverso un filtro di 1 micron politetrafluoroetilene (PTFE) siringa per rimuovere le particelle di grandi dimensioni o aggregati. Misurare la concentrazione dell&#39;inchiostro per essiccamento e pesata 1 ml. Le concentrazioni tipiche are 40 mg ml -1 per CdTe e 16 mg ml -1 per CdSe. </li><li> Diluire inchiostro con piridina / 1-propanolo, se necessario. inchiostro Conservare sotto gas inerte, mentre non è in uso. </li></ol></li><li> Au Ink 26 <ol><li> In una beuta da 500 ml sotto agitazione, combinare 1.518 g (0,00385 moli) di oro (III) cloruro triidrato, HAuCl4. 3H 2 O e 126 ml H 2 O per produrre una soluzione gialla. </li><li> Aggiungere una soluzione premiscelata di 9,52 g (0,0174 mol) di bromuro tetraoctylammonium in 334 ml di toluene. </li><li> Successivamente aggiungere il ligando, 0,452 g (0,00,382 mila mol) hexanethiol in 2 ml di toluene. </li><li> Infine, combinare separatamente 1,58 g (0,0418 moli) di sodio boroidruro (NaBH4) con 105 ml di H 2 O e aggiungere immediatamente questo gorgogliamento riducendo soluzione goccia a goccia al pallone di reazione. </li><li> Dopo agitazione a temperatura ambiente in aria per 3 ore, separare la fase organica con un imbuto separatore. </li><li> Utilizzare un evaporatore rotante per ridurreil volume a 20 ml e lavare questo inchiostro con 50 ml esani e 200 ml di metanolo. Precipitato solido con centrifugazione a 1.722 xg per 2 minuti e decantare il surnatante incolore. </li><li> Essiccare il solido in aria e ri-disperdere in cloroformio con una concentrazione di 70 mg ml -1. </li></ol></li><li> ITO Inchiostri 23 <ol><li> Combinare sali di indio (III) nitrato idrato (Al (NO 3) 3. 2.85H 2 O, 2,93 g, 0,00,974 mila mol) e stagno (II) diidrato cloruro (SnCl 2. 2H 2 O, 0,357 g, 0,00,158 mila mol ) con 10 ml 2-metossietanolo in una provetta da centrifuga da 50 ml in polipropilene. </li><li> Per questo, aggiungere 167 ml di 14,5 M di idrossido di ammonio (NH 4 OH, 0.0024 moli) come stabilizzante pH e 0,83 g (0,0104 moli) di nitrato di ammonio (NH 4 NO 3) come ossidante. </li><li> Sonicare a 40 kHz per 20 minuti con riscaldamento (60 ° C) o fino a quando i cambiamenti di inchiostro da velato bianco al incolore e transparente. </li></ol></li></ol> 2. ITO Patterning <ol><li> Tagliare e pulire un (25 mm x 25 mm x 1,1 mm) vetrino per sonicazione in etanolo e acetone. </li><li> Immergere substrato di vetro nel concentrato (&gt; 5 M) di idrossido di sodio acquoso (NaOH) per 1 min e risciacquare brevemente con acqua. </li><li> Posizionare il substrato di vetro sul dispositivo a induzione di spin e riempire di diapositive con l&#39;inchiostro ITO. Spin a 3.228 xg per 20 sec. </li><li> Porre immediatamente il substrato su un set piastra a 400 ° C e calore per 10 min. Raffreddare lentamente a temperatura ambiente su un piatto di ceramica. </li><li> Ripetere questo processo (2,3-2,4), fino a quando la resistenza dello strato è al di sotto di 1.000 ohm per quadrato (circa 10 strati). Approssimare la resistenza dello strato con un multimetro o misura con una sonda a quattro punti posizionando la pellicola ITO / vetro su una superficie stabile e premendo le sonde multimetro circa 0,5 cm di distanza per registrare la resistenza. Se una sonda a quattro punti è disponibile, deprimere i puntali sulla pellicola per registrare il foglio di resistance seguenti metodi stabiliti. 27 </li><li> Infine, tuffo brevemente (~ 2 sec) il film in diluita acqua regia e risciacquare con acqua distillata seguito da essiccazione per ridurre la resistenza inferiore a 500 ohm per quadrato. </li><li> Costruire un modello di dispositivo da strisce di nastro taglio (cioè, nastro poliammide per trattamenti termici o nastro adesivo per attacco acido) e aderente lungo la griglia di pre-progettato. Ad esempio, le strisce perpendicolari con una larghezza di 0,10 cm produrranno 0,10 cm 2 di apparecchio. <ol><li> griglie di disegno con software di editing del documento, stampare su carta e posizione sotto il substrato per fungere da guida per il nastro di montaggio sul vetrino trasparente. Nota: A seconda dell&#39;applicazione e le proprietà degli inchiostri, queste griglie possono essere usate per produrre dispositivi con sovrapposizione superiore ed elettrodi di fondo a forma di un quadrato, un rettangolo o qualsiasi forma con area misurabile. Ad esempio, alternando due strisce parallele di ITO chesono ogni 0,10 cm di larghezza, seguiti depositando strati attivi (CdSe e CdTe), lo strato di oro possono essere depositati secondo la stessa sequenza unica ruotata di 90 gradi in modo da formare due 0,10 centimetri 2 dispositivi. </li></ol></li><li> Mettere a bagno la pellicola di vetro / ITO con strisce di nastro aderito a diluire acqua regia a 60 ° C fino alla ITO esposto si dissolve, lasciando dietro di substrato di vetro nuda. </li><li> Rimuovere il nastro e lavare pellicola con acetone ed etanolo per rimuovere eventuali residui del nastro adesivo. </li><li> Posizionare piccole gocce di resina epossidica argento sul ITO strisce su un&#39;estremità del substrato di vetro. Scaldare questo su una piastra a 150 ° C per 2 minuti, seguita da raffreddamento a RT. Questi servono come punti di contatto per la misura del dispositivo dal momento che è difficile da rimuovere gli strati attivi CdTe / CdSe dopo ricottura. </li></ol> 3. soluzione di elaborazione di CdSe, CdTe e Au Cinema <ol><li> Spin Coating 28 <ol><li> Posizionare fantasia ITO-glass substrato su di spin coater e riempire la superficie superiore con rivestimento goccia nanocristalli CdSe. </li><li> Spin a 610 xg per 30 secondi seguita da essiccazione su una piastra riscaldante a 150 ° C per 2 minuti. Raffreddare a 25 ° C. </li><li> Immergere il film in un NH 4 Cl: metanolo (saturo a 25 ° C) soluzione insieme a 60 ° C. Tenere premuto per 15 sec e poi immergere film in un contenitore separato di isopropanolo. </li><li> Secco sotto gas inerte e quindi il calore su una piastra a 380 ° C per 25 sec. Raffreddare a RT e risciacquare l&#39;eccesso di sale con acqua distillata prima di asciugare sotto gas inerte. </li><li> Ripetere questo processo (3.1.1 - 3.1.4) fino a raggiungere lo spessore desiderato. Tipicamente, 3 strati di CdSe produrre un film di 60 nm e 6 strati di CdTe produce una pellicola 400 nm CdTe. </li></ol></li><li> Spray Coating 12, 29 <ol><li> Montare il substrato ITO-vetro in verticale con nastro adesivo o clip su un solido sostegno piatta. </li><li> Dilute l&#39;inchiostro CdTe e CdSe a 4 mg ml - 1 con cloroformio e caricare l&#39;aerografo per gravità (equipaggiato con l&#39;ago 0.5 mm) con 0,25 ml di inchiostro. </li><li> Regolare la pressione del gas vettore tra 10 e 40 psi. Utilizzare pressioni più elevate per i film più uniformi sottili. </li><li> Premere ugello e inchiostro spray nanocristalli accanto al substrato seguita spruzzando uniformemente sul sottofondo con un rapido movimento perpendicolare da lato a lato in cui l&#39;ugello aerografo è mantenuta a circa 60 mm dal substrato. Pulire l&#39;aerografo a spruzzo ~ 1 ml di cloroformio puro dal dispositivo. </li><li> Rimuovere substrato dal monte e trattare il CdTe depositato o CdSe pellicola nanocristalli con la stessa procedura utilizzata per spin coating (3.1.5) fino a quando lo spessore desiderato si ottiene. </li><li> Allo stesso modo, spruzzare la parte posteriore contatto metallico pellicola nanocristalli sugli strati attivi per completare il dispositivo. Utilizzando la stessa procedura utilizzata per gli elettrodi ITO, modello 0.01 cm di spessore strisce utilizzandoil nastro adesivo a basso al livello attivo perpendicolare alle strisce ITO. </li><li> Caricare il aerografo con 2 ml di inchiostro nanocristalli oro (Au) (70 mg ml -1) dispersi in cloroformio. </li><li> Dopo una pellicola opaca scura viene depositato, smontare il substrato e rimuovere delicatamente il nastro prima di riscaldare su una piastra riscaldante a 250 ° C per 20 sec. Il colore oro apparirà e il dispositivo può essere raffreddato a RT e testato. </li></ol></li></ol>

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<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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

In sintesi, questo protocollo fornisce le linee guida per le fasi chiave coinvolti con la costruzione di una soluzione elaborata dispositivo elettronico da una deposizione a spruzzo o spin-coating. Qui, si segnalano nuovi metodi per la soluzione di elaborazione pellicole trasparenti conduttrice di ossido di indio e stagno (ITO) su substrati di vetro non conduttivi. Dopo una procedura di incisione facile, singoli elettrodi possono essere formati prima di spray depositare gli strati foto-attivi. Utilizzando una tecnica la...

Grazie alle loro proprietà emergenti uniche, inchiostri nanocristalli inorganici hanno trovato applicazioni in una vasta gamma di dispositivi elettronici compresi fotovoltaico, 1 -. 6 diodi emettitori di luce, 7, 8 condensatori 9 e transistori 10 Ciò è dovuto alla combinazione dell&#39;eccellente elettronica e proprietà ottiche dei materiali inorganici e loro compatibilità soluzione sul nanoscala. materiali inorganici sfusi sono tipicamente non solubili e sono quindi limitati ad alta temperatura, deposizioni sottovuoto bassa pressione. Tuttavia, se preparato su scala nanometrica con un guscio legante organico, questi materiali possono essere disperse in solventi organici e depositati dalla soluzione (a caduta, dip, scissione, a spruzzo di rivestimento). Questa libertà per rivestire grandi superfici irregolari con dispositivi elettronici riduce il costo di queste tecnologie mentre espandendo anche possibili applicazioni di nicchia. 6, 11 </sup&gt; 12 La lavorazione in soluzione di cadmio (II) Telluride (CdTe), cadmio (II) seleniuro (CdSe), cadmio (II) solfuro (CdS) e ossido di zinco (ZnO) strati attivi inorganici semiconduttori ha portato a dispositivi fotovoltaici che raggiungono efficienze (ƞ) per metal-CdTe Schottky giunzione CdTe / Al (ƞ = 5,15%) 13, 14 e eterogiunzione CdS / CdTe (ƞ = 5,73%), 15 CdSe / CdTe (ƞ = 3,02%), 16, 17 ZnO / CdTe (ƞ = 7.1 %, 12%). 18, 19 In contrasto deposizione sotto vuoto di dispositivi CdTe rinfusa, questi film nanocristalli deve subire scambio ligando seguente deposizione per rimuovere nativa ed isolante a lunga catena organica ligandi che vietano trasporto degli elettroni efficiente attraverso la pellicola. Inoltre, sinterizzazione CD (S, Se, Te) deve verificarsi durante il riscaldamento in presenza di un catalizzatore adatto sale. Recentemente, è stato found che il cloruro di ammonio non tossico (NH 4 Cl) può essere utilizzato per questo scopo come una sostituzione per il cadmio comunemente usato cloruro (II) (CdCl 2) 20 Immergendo il film nanocristalli depositato in NH 4 Cl. soluzioni metanolo, la reazione di scambio ligando avviene simultaneamente con l&#39;esposizione al NH 4 Cl catalizzatore sinterizzazione calore attivato. Questi film preparati vengono riscaldati layer-by-layer per costruire il desiderato spessore degli strati foto-attivi. 21 I recenti progressi nella pellicole conduttive trasparenti (nanofili metallici, grafene, nanotubi di carbonio, di combustione trattati indio ossido di stagno) e conduttivo inchiostri metallici nanocristalli hanno portato alla fabbricazione di elettronica flessibile o curve costruite su superfici non conduttive arbitrari. 22, 23 In questa presentazione , dimostriamo la preparazione di ogni soluzione d&#39;inchiostro precursore compresi gli strati attivi (CdTe e CdSe nanocristalli), il Transpaaffitto conduzione elettrodo di ossido (vale a dire, l&#39;ossido di indio e stagno drogato, ITO) e il contatto metallico di nuovo per costruire una cella solare inorganico completato interamente da un processo di soluzione. 24 Qui, si evidenzia il processo di spruzzatura e lo strato dispositivo architetture patterning sulla non-conduttivo bicchiere. Questo protocollo video dettagliato ha lo scopo di aiutare i ricercatori che progettano ed elaborati celle solari soluzione edilizia; tuttavia, le stesse tecniche qui descritte sono applicabili ad una vasta gamma di dispositivi elettronici.

<table><tbody><tr><td>Acido oleico, 90%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>364525</td><td></td></tr><tr><td>1-ottadecene, 90%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>O806</td><td></td></tr><tr><td>Triottilfosfina di grado tecnico (TOP), 90%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>117854</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro di trimetilsilil sensibile all'aria, 99,9%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>92360</td> Se <td>sensibile all'aria e all'acqua</td></tr><tr><td>, 99,5+%</td> <td>Sigma Aldrich</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><td>CdO altamente tossico</td></tr><tr><td>, 99,99%</td><td>Strem</td><td>202894</td><td>Te altamente tossico</td></tr><tr><td>, 99,8%</td> <td>Strem</td><td>264865</td><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>Sigma Aldrich</td><td>A9642</td><td></td></tr><tr><td>HAuCl4.3H2O, 99,9%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520918</td><td></td></tr><tr><td>Bromuro di tetraottilammonio (TMA-Br)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>294136</td><td></td></tr><tr><td>Toluene, 99,8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>244511</td><td></td></tr><tr><td>Esanetiolo, 95%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>234192</td><td></td></tr><tr><td>NaBH4, 96%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71320</td><td></td></tr><tr><td>esani, 98,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>650544</td><td></td></tr><tr><td>etanolo, 99,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>459844</td><td></td></tr><tr><td>metanolo, anidro, 99,8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>1-propanolo, 99,5%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>402893</td><td></td></tr><tr><td>2-propanolo, 99,5% </td><td>Sigma Aldrich</td><td>278475</td><td></td></tr><tr><td>Piridina, > 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>360570</td><td>Purificato per distillazione</td></tr><tr><td>Eptano</td><td>Sigma Aldrich</td><td>246654</td><td></td></tr><tr><td>cloroformio > 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>372978</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>34850</td><td></td></tr><tr><td>Vetrini per microscopio</td><td>Fisher</td><td>12-544-4</td><td>Taglio con tagliavetro</td></tr><tr><td>Aerografo alimentato a gravità</td><td>Paasche</td><td>VSR90#1</td><td></td></tr><tr><td>Ago per siringa</td><td>Fisher</td><td>CAD4075</td><td></td></tr><tr><td>Solar Simulator Testing Station</td><td>Newport</td><td>PVIV-1A</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td>Oriel</td><td>PVIV 2.0</td><td></td></tr><tr><td>Pallone a fondo tondo</td><td>Sigma</td><td>Aldrich Z723134</td><td></td></tr><tr><td>Pallone a fondo tondo</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td>Z418668</tr><tr><td>Filtro per siringa in politetrafluoroetilene (PTFE)&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z259926</td><td></td></tr><tr><td>Nastro in poliammide</td><td>Kapton</td><td>KPT-1/8</td><td></td></tr><tr><td>Nastro in cellophane</td><td>Scotch</td><td>810 Nastro</td><td></td></tr><tr><td>in polipropilene&nbsp; provetta da centrifuga</td><td>Sigma Aldrich</td><td>CLS430290</td><td></td></tr><tr><td>Silver epoxy</td><td>MG Chemicals</td><td>8331-14G</td><td></td></tr></tbody></table>

fabbricazione di inorganici nanocristalli fotovoltaici dispositivi completamente soluzione processing

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

Abbiamo dimostrato un metodo per la preparazione di celle solari inorganiche completamente soluzione trasformati a base di un giro e spruzzare la deposizione del rivestimento di inchiostri nanocristalli. Per lo strato assorbente fotoattivo, CdTe colloidale e nanocristalli CdSe (3-5 nm) sono sintetizzati utilizzando una tecnica di iniezione a caldo inerte e puliti con precipitazioni per rimuovere i reagenti di partenza in eccesso. Analogamente, nanocristalli oro (3-5 nm) sono sintetizzati in condizioni ambiente e disciolti in solventi organici. Inoltre, le soluzioni precursori per film trasparenti conduttivo ossido di indio e stagno (ITO) sono preparati da soluzioni di indio e stagno sali accoppiati con un ossidante reattiva. Strato dopo strato, queste soluzioni sono depositati su un substrato di vetro dopo ricottura (200-400 ° C) per costruire la cella solare nanocristalli (vetro / ITO / CdSe / CdTe / Au). Scambio ligando pre-ricottura è necessario per CdSe e CdTe nanocristalli dove i film sono immersi in NH 4 Cl: metanolo in sostituzione a catena lunga liga nativoNDS con piccole inorganici Cl - anioni. NH 4 Cl (s) è stato trovato per agire come catalizzatore per la reazione di sinterizzazione (come alternativa non tossico per la (s) trattamento convenzionale CdCl 2) che porta alla crescita dei grani (136 ± 39 nm) durante il riscaldamento. Lo spessore e la rugosità delle pellicole preparate sono caratterizzati con SEM e profilometria ottica. FTIR viene utilizzato per determinare il grado di conversione legante prima della sinterizzazione, e XRD viene utilizzato per verificare la cristallinità e la fase di ciascun materiale. UV / Vis spettri di spettacolo di alta trasmissione della luce visibile attraverso lo strato di ITO e uno spostamento rosso nel assorbanza dei nanocristalli cadmio calcogenuri dopo ricottura termica. curve corrente-tensione dei dispositivi realizzati sono stati misurati nelle simulato una illuminazione solare. Piccole differenze nelle tecniche di deposizione e reattivi utilizzati durante lo scambio di ligando hanno dimostrato di avere una profonda influenza sulle proprietà del dispositivo. Qui, esaminiamo gli effetti della ChemiCAL (sinterizzazione e di scambio ligando agenti) e trattamenti fisici (concentrazione della soluzione, spray-pressione, il tempo di ricottura e temperatura di ricottura) sulle prestazioni del dispositivo fotovoltaico.

Piccolo angolo Patterns diffrazione di raggi X vengono utilizzati per verificare la cristallinità e la fase del film nanocristalli ricotto (Figura 1A). Se i formati cristalliti sono inferiori a 100 nm, il loro diametro cristallo può essere stimato con l&#39;equazione di Scherrer (Eq. 1) e verificata con microscopia elettronica a scansione (SEM), <img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/54154/54154eq1.jpg" /> dove d è il diametro medio dei cristalliti, K è il fattore di forma ad...

Questo protocollo descrive la deposizione sintesi e soluzione inorganica strato dopo strato nanocristalli per produrre elettronica film sottile su superfici non conduttive. inchiostri a solvente stabilizzato in grado di produrre dispositivi fotovoltaici completi su substrati di vetro tramite rotazione e spruzzo rivestimento seguenti scambio ligando post-deposizione e sinterizzazione.

Fabbricazione di inorganici nanocristalli fotovoltaici dispositivi completamente Soluzione Processing

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

L'obiettivo generale di questa procedura è depositare film di nanocristalli inorganici mediante rivestimento a spin e a spruzzo in condizioni ambiente, al fine di realizzare dispositivi completi per celle solari interamente processati da soluzione, dopo scambio di ligandi e ricottura. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nei settori della nanoscienza e delle interfacce di materiali applicati, come ad esempio se sia possibile realizzare dispositivi elettronici funzionali utilizzando materiali inorganici preparati su scala nanometrica, in modo da poter processare interi dispositivi da soluzione partendo dal basso. Il principale vantaggio di questa tecnica è che possiamo iniziare a pensare di spruzzare dispositivi elettronici su superfici nuove e non convenzionali.Questo include la possibilità di spruzzare aree ampie e irregolari in breve tempo, grazie alla maggiore libertà di deposizione. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni specifiche sulla realizzazione di dispositivi fotovoltaici, può essere applicato anche ad altri sistemi, come l'elaborazione mediante spruzzo di LED, transistor e condensatori. Durante la sintesi degli inchiostri di seleni

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In silicio policristallino a film sottile celle solari su vetro sono fabbricati dalla deposizione di strati di silicio drogati con boro e fosforo, seguita da cristallizzazione, passivazione difetto e metallizzazione. Plasmonici luce trapping viene introdotto formando nanoparticelle Ag sulla superficie cellulare di silicio ricoperto con un riflettore diffuso conseguente miglioramento fotocorrente ~ 45%.

Celle in silicio policristallino solari a film sottile con plasmoniche-enhanced Light-trapping

Una strategia generale per lo sviluppo della carica di separazione nanocristalli semiconduttori compositi dispiegabili per la produzione di energia solare è presentato. Abbiamo dimostrato che il montaggio di donatore-accettore domini nanocristalli in una geometria singola nanoparticella dà luogo ad una funzione fotocatalitica, mentre bulk eterogiunzioni di donatore-accettore nanocristalli film può essere utilizzato per la conversione di energia fotovoltaica.

Raccolta di energia solare per mezzo di separatori di carica-nanocristalli e loro Solidi

Descriviamo una tecnica che permette di nanomoulding basso costo patterning su scala nanometrica di materiali funzionali, pile di materiali e dispositivi completi. Nanomoulding possono essere eseguite su qualsiasi configurazione nanoimprinting e può essere applicata a una vasta gamma di materiali e processi di deposizione.

Nanomoulding di materiali funzionali, un modello versatile complementare replica Metodo di nanoimprinting

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Metodo ambiente per la produzione di un ionicamente Gated Nanotubi di carbonio catodo comune in celle solari tandem Organic

Viene dimostrata la fabbricazione di reticoli ad alto contrasto come elemento dispersivo a divisione dello spettro parallelo in un sistema fotovoltaico concentrato. Vengono descritti i processi di fabbricazione, tra cui la litografia a nanoimpronta, lo sputtering TiO2 e l'incisione ionica reattiva. I risultati della misurazione della riflettanza vengono utilizzati per caratterizzare le prestazioni ottiche.

Fabbricazione di Grigliati un forte contrasto per la suddivisione Spectrum Dispersive elemento in un sistema fotovoltaico a concentrazione

Qui, vi presentiamo un protocollo per fabbricare celle solari a film sottile organico utilizzando uno stampo dispositivo a induzione mini slot e le relative caratterizzazioni struttura in linea con le tecniche di scattering di sincrotrone.

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In questa carta, flusso dielettroforesi assistita è dimostrata per l'auto-assemblaggio di dispositivi nanofilo. La realizzazione di un transistor a effetto di campo nanowire silicio è indicata come un esempio.

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

Un protocollo per la sintesi di ibridi inorganici-piombo-alogenuro perovskite quantum dot inchiostri per la stampa a getto d'inchiostro e il protocollo per la preparazione e stampa degli inchiostri di quantum dot in una stampante a getto d'inchiostro con tecniche di caratterizzazione di post sono presentati.

A getto d'inchiostro stampa tutti gli inchiostri di Perovskite alogenuro inorganici per applicazioni fotovoltaiche

Scopri la deposizione di nanocristalli inorganici per dispositivi fotovoltaici mediante spin e spray coating. Questo metodo consente di realizzare elettronica su superfici non conduttive in modo scalabile.

Fabbricazione di inorganici nanocristalli fotovoltaici dispositivi completamente Soluzione Processing

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