ここで、我々 現在のソリューション処理銀ビスマス ヨウ素 (Ag-Bi-私) 三元系半導体の詳細なプロトコル TiO2上に作製した薄膜-透明電極および空気安定性として潜在的なアプリケーションおよび鉛フリーめっきオプトエレクトロニクス デバイス。
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この記事について
サマリー
要約
ハイブリッドのビスマス系ペロブスカイトは環境および大気中安定な太陽電池のアプリケーションのための有望な写真アクティブ半導体とみなされます。しかし、貧しい人々 の表面形態と比較的高いバンド ギャップ エネルギー彼らの潜在性を限った。(Ag-Bi-私) 銀ビスマス ヨウ素は光電子デバイスの有望な半導体です。したがって、我々 は、薄膜の作製 Ag-Bi-私三元系材料ソリューション処理を使用してを示しています。結果として得られる薄膜制御表面形態とその熱処理温度によると光学バンド ギャップを表わします。さらに、それは、Ag-Bi-私三元系結晶化 AgBi2私7、報告されている Ag2BiI5、前駆体化学物質の比率に従って等。ソリューション処理 AgBi2私7薄膜展示キュービック相結晶構造、200 から 800 までの穀物との密なピンホール フリーの表面形態、nm と 1.87 eV の間接バンド ギャップ。結果 AgBi2私7薄膜を良い空気安定性とエネルギー バンド図だけでなく表面の形態と光学バンド ギャップ鉛フリーと大気安定な単一接合太陽電池に適した。非常に最近、4.3% の電力変換効率を持つ太陽電池は Ag-Bi-私結晶組成と太陽電池デバイス アーキテクチャを最適化することによって得られました。
概要
溶液プロセスによる無機薄膜太陽電池は、太陽光を直接電気1,2,3,4,5に変換しようとして多くの研究者によって広く研究されています。材料合成とデバイス アーキテクチャの開発、鉛ハロゲン系ペロブスカイト型は 225より大きい電力変換効率 (PCE) 最高の太陽電池の吸収体に報告されています。ただし、自体 - ハロゲン化鉛ペロブスカイトの安定性の問題と同様に、有害な鉛の使用について懸念が高まっています。
最近、ビスマス ベースのハイブリッド ペロブスカイトがビスマス ヨウ化複雑なユニットに一価カチオンとこれらがメゾスコ ピック太陽電池アーキテクチャ6、太陽光吸収材として使用することができますを組み込むことによって形作ることができる報告されています 7,8。ペロブスカイトにおける鉛ビスマスは、6 s には置き換えることができます....
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プロトコル
1. 調製裸-ガラス、フッ素ドープ酸化スズ (SnO2: F) 基板
- 2% トリトン、脱イオン (DI) 水、アセトン、イソプロピル アルコール (IPA)、15 分ごとを含む水溶液で順番に超音波に裸のガラス、フッ素ドープ酸化スズ (FTO) 基板をきれい。
- 残留の IPA を削除する 1 h 70 ° C で加熱オーブンの洗浄の基板を置きます。
2. 電子をブロックするコンパクトな TiO2層 (c TiO2) の準備
- C TiO2前駆体溶液の調製、精力的に、攪拌しながら徐々 に 8 mL の無水エタノール (エタノール) の 0.74 mL チタンイソプロポキシド (TTIP) を削除し、ソリューションに塩酸 (HCl) 0.06 mL を急速に注入します。得られた溶液を室温で一晩攪拌します。
注: は、磁気スターラー、HCl 濃度 35 37 %20 mL バイアルを使用します。 - 注射器と 0.2 μ m 孔サイズ フィルターを使用して準備された c TiO2前駆体溶液をフィルター処理、ドロップ洗浄 FTO 基板上に、その後、スピン キャスト 30 3,000 rpm で基板 s。
- 熱-アニール基板 1 h 500 ° C のオーブンでそれらを加....
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結果
Ag-Bi-私三項システム、有望な半導体としてみなされるがであるが報告されている7AgBiI4、および Ag2BiI510AgBi2など、様々 な組成の結晶私によるとBiI3AgI のモル比。以前の研究は、Ag-Bi-私三元系の様々 な組成のバルク結晶形が AgI と BiI3のモル比を変更することによって実験的に合成できるし、各組成が異なる XRD パターン10を持っていることを示しています。
バルク結晶とは異なり、我々 はソリューション処理 Ag-Bi-私三項薄膜光電子デバイスのアクティブなレイヤーとして直接使用することができますを開発ましょう。本研究では n ブチルアミンは AgI と BiI
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ディスカッション
Ag-Bi-私三元系半導体、メゾスコ ピック デバイス アーキテクチャの薄膜太陽電池における鉛フリー太陽光吸収体として悪用されることであるソリューション作製のための詳しいプロトコルを実施しています。c TiO2層は、FTO FTO 電極に流れる電子の漏れを避けるために基板上に形成されました。m TiO2層の c TiO2に形成された順番に-太陽光吸収体 (すなわち、薄膜中に Ag-Bi-I) から生成された電子の抽出を改善するために FTO 基板をコーティングします。C TiO2と m TiO2の両方がパッシベーション TiO2の表面トラップのために扱われた TiCl4水溶液をこれ各 TiO2層の界面の改善につながります。Ag-Bi-私前駆体溶液だった湿度が 20% 以下でスピン コーティングこのためブチルアミン溶剤低沸点ポイントがあり、非常に強く表面の形態に影響を与えることができる空気中の水分と反応でした。結果黄色赤薄膜がアニールによる N
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開示事項
著者が明らかに何もありません。
謝辞
この作品は、大邱慶北科学と技術 (DGIST) の研究科学省、ICT、韓国の未来計画 (18-エ-01) の開発 (R & D) プログラムによって支えられました。この作品は、韓国エネルギー技術研究所の評価と Planning(KETEP)、貿易省、産業・韓国 (ナンバー 20173010013200) の Energy(MOTIE) によっても支えられました。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ヨウ化ビスマス(III)、Puratronic、99.999%(金属ベース) | Afa Aesar | 7787-64-6 | N2充填状態で保存 |
| ヨウ化銀、プレミオン、99.999% (金属ベース) | Afa Aesar | 7783-96-2 | N2充填状態で保存 |
| ブチルアミン99.5% | Sigma-Aldrich | 109-73-9 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9002-93-1 | |
| イソプロピルアルコール(IPA) | Duksan | 67-63-0 | Electric High Purity GRADE |
| Titanium(IV) isopropoxide | Sigma-Aldrich | 546-68-9 | ≥97.0% |
| エチルアルコール | Sigma-Aldrich | 64-17-5 | 200プルーフ、ACS試薬、≥99.5% |
| 塩酸 | SAMCHUN | 7647-01-0 | 超純 |
| 四塩化チタン(TiCl4) | sharechem | ||
| 50nmサイズのTiO2ナノ粒子ペースト | sharechem | ||
| 2-プロパノール | Sigma-Aldrich | 67-63-0 | 無水、99.5% |
| テルピネオール | メルク | 8000-41-7 | |
| 加熱オーブン | WiseTherm | ||
| 酸素 (O2) 血漿 | AHTECH | ||
| X線回折 (XRD) | Rigaku | Rigaku Miniflex 600 回折計 NaI シンチレーションカウンター付きで、単色化された Cu-Kα radiation (1.5406 Å 波長) を使用しています。 | |
| フーリエ変換赤外(FTIR) | Bruker | Bruker Tensor 27 | |
| 電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM) | 日立 | SU8230 | |
| UV-Visスペクトル | PerkinElmer | PerkinElmer LAMBDA 950 分光光度計 | |
| 紫外光電子分光法(UPS) | RBD Instruments | PHI5500 Multi-Technique system |
参考文献
- 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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再版と許可
