방법 논문

주요 Sb2S3의 성능에 영향을 미치는 요인-태양 전지는 Sb2S3 증 착을 통해 SbCl3중 응-thiourea 복잡 한 솔루션-처리

DOI:

10.3791/58062

⸱

2018년 7월 16일

 ,  ,  , 
1Convergence Research Center for Solar Energy, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), 2Perovtronics Research Center, School of Energy and Chemical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)

이 논문에서

요약

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이 작품은 Sb2S3 SbCl3를 사용 하 여 mesoporous 티 오2 층의 증 착에 대 한 상세한 실험 절차를 제공 합니다-thiourea Sb2S3에 응용 프로그램에 대 한 복잡 한 솔루션-태양 전지를 응. 이 문서는 또한 증 착 프로세스를 관리 하는 핵심 요소를 결정 합니다.

초록

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Sb2S3 는 그것의 독특한 광학 및 전기 특성 때문에 차세대 태양 전지에 적용 될 수 있는 신흥 빛 흡수 중 하나로 간주 됩니다. 최근, 우리 증명의 가능성 차세대 태양 전지로 Sb2S3> 6%의 높은 태양광 효율을 달성 하 여-간단한 thiourea (TU)를 사용 하 여 태양 전지를 응-복잡 한 솔루션 메서드를 기반으로. 여기, 우리는 SbCl3-너와 복잡 한 솔루션을 사용 하 여 태양 전지 제조에 mesoporous 티 오2 (mp-티 오2) 레이어에 Sb2S3 의 증 착에 대 한 주요 실험 절차를 설명 합니다. 첫째, SbCl3-너와 솔루션 SbCl3 및 너와 N, N-dimethylformamide SbCl3의 다른 어 금 니 비율에서에 용 해 하 여 합성: 부 엉. 그런 다음, 솔루션 mp-티 오2/TiO2의 구성으로 준비 된 기판에 입금 됩니다-스핀 코팅 하 여 SnO2 유리 레이어/F-실수로 차단. 마지막으로, 결정 Sb2S3를 형성 하기 샘플은 단련 된 N2-300 ° c.에 글로브 박스를 가득 태양광 장치 성능에 실험적인 매개 변수의 효과 또한 토론 된다.

서론

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안티 몬 기반 chalcogenides (Sb-Chs), Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3, CuSbS2, 등 차세대 태양 전지1에에서 사용할 수 있는 새로운 자료로 간주 됩니다. ,2,3,,45,6,,78. 그러나, Sb-Chs 빛 흡수에 따라 태양광 장치 가능한 상용화를 입증 하는 데 필요한 10% 전원 변환 효율 (PCE)를 아직 도달 하지 했습니다.

이러한 한계를 극복 하기 위해 다양 한 방법 및 기술 적용 된, 표면 처리 thioacetamide 유도1, 상 온 증 착....

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프로토콜

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1. 티 오2-BL 솔루션의 합성

  1. 50 mL 볼륨 2 투명 한 유리병을 준비 한다.
  2. 1 유리병 (V1)에 에탄올 20 mL를 추가 하 고 v 1 인감.
  3. N2v 1을 전송-< 1 ppm의 H2O 레벨의 수 분 조절 하는 시스템으로 글러브 박스를 가득.
  4. 추가 1.225 mL V1 티타늄 (IV) isopropoxide (t t i P)의 0.45 μ m PVDF 필터와 부드럽게 주사기를 사용 하 여 적어도 30 분 동안 혼합물을 저 어.
    참고:이 단계를 수행 해야 합니다 장갑 상자에 (또는 매우 낮은 습도 조건 하에서) t t i P 습기에 매우 민감한 상태 이므로. T t i P 솔루션은 투명, 흰색 침전 솔루션 내부 관찰 하는 경우 그것은 해야 합니다 사용할 수 없습니다, 바람직하지 않은 반응을 이미 솔루션 안에 발생 하기 때문에.
  5. 다른 준비 된 유리병 (V2), 추가 HNO3 (70%)의 18 μ H2O의 에탄올 20 ml의 138 μ는 micropipette를 사용 하 여 그리고 부드럽게 적어도 30 분 동안 혼합물을 저 어.
    참고:이 단계 하지 수행 되어야 합니다 장갑 상자에서 H2....

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결과

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그림 1 mp-티 오2/TiO2-BL/FTO 유리 기판에 Sb2S3 증 착에 대 한 실험 절차의 도식 적인 표현을 보여준다. 그림 1 d 기본 속성 및 여기에 설명 된 방법으로 조작 전형적인 제품의 구조를 보여 줍니다. 주요 x 선 회절 (XRD) 패턴 잘 stibnite Sb2S3 구조1,,34 의 일치와 Sb2O3등 불순물 단계 표시 되지 않습니다. 제외한 기판 단계 (T와 F로 표시). 또한, 흡수 약 730에 가장자리 nm, XRD 패턴의.......

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토론

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티 오2-BL은 널리 태양 전지에 구멍을 차단 층으로 사용. 그림 2에서 같이, 티 오2-BL 두께 따라 장치 성능에 큰 차이가 관찰 되었다. 따라서, 그것은 비판적으로 FTO와 홀 수송 재료11사이 어떤 직접 접촉을 방지 하기 위해 구멍을 차단 층으로 작동 하기 때문에 두께 최상의 전반적인 장치 성능을 얻기 위해 최적화 되어야 합니다. 그것은 최적의 두께 티 오2-BL 솔루션 종, FTO 형식, 메서드, 빛 흡수, 및 장치 아키텍처에 따라 달라 집니다 지적 한다. 티 오2-BL 두께 뿐만 아니라 온도 티 오212의 결함 제어 측면에서 시간을 포함 한 어 닐 링 조건에 대 한 스캔 해야 합니다.

이 프로토콜을 사용 하 여 만든 장치에서 mp-티 .......

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공개 사항

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저자는 공개 없다.

감사의 글

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이 작품은 대구 경북 과학 및 기술 (DGIST) R & D 프로그램 과학과 정보 통신, 한국에 의해 지원 되었다 (18-동부 표준시-01 보조금 호 및 18-01-HRSS-04).

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
에틸 알코올, 순수, >99.5%그마-알드리치459836
티타늄(IV) 이소프로폭사이드 97%알드리치205273
질산, ACS 시약, 70%시그마-알드리치438073
안티몬(III) 염화물시그마-알드리치311375
티오우레아시그마-알드리치T7875
N, N-디메틸포름아미드, 무수, 99.8%시그마-알드리치227056
TiO2 페이스트 50nm 입자ShareChemSC-HT040
폴리(3-헥실티오펜)1-재료PH0148
클로로벤젠시그마-알드리치284513
FTO/유리(8 Ohmos/sq)필킹턴
스핀 코터DONG AH TRADE CORPACE-200
핫 플레이트AS ONE CorporationHHP-411
글로브 박스KIYONKK-021AS
UV 오존 클리너AHTECH LTSAC-6
FurnaceWiseThermFP-14
UV/Vis 흡수 분광법PerkinElmerLambda 750
다기능 증발기 글로브 박스 포함대동 첨단 기술DDHT-SDP007
시

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Choi, Y. C., Lee, D. U., Noh, J. H., Kim, E. K., Seok, S. I. Highly Improved Sb2S3 Sensitized-Inorganic-Organic Heterojunction Solar Cells and Quantification of Traps by Deep-Level Transient Spectroscopy. Advanced Functional Materials. 24 (23), 3587-3592 (2014).
  2. Kim, D. -H., et al. Highly reproducible planar Sb2S3-sensitized solar cells based on atomic layer deposition. Nanoscale. 6 (23), 14549-14554 (2014).
  3. Choi, Y. C., ....

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재인쇄 및 허가

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태그

SbCl3 TUTiO2N2FTO

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