Methodenartikel

Belangrijke factoren die de prestaties van Sb2S3-gesensibiliseerde zonnecellen tijdens een Sb2S3 afzetting via SbCl3-thioureum complexe oplossing-verwerking

7.4K weergaven

DOI:

10.3791/58062

16 juli 2018

In dit artikel

Samenvatting

Dit werk bevat een gedetailleerde experimentele procedure voor de afzetting van Sb2S3 op een mesoporous TiO2 laag met behulp van een SbCl3-thioureum complexe oplossing voor toepassingen in Sb2S3-gesensibiliseerde zonnecellen. Dit artikel bepaalt ook sleutelfactoren bestuur van de depositie-proces.

Samenvatting

SB2S3 wordt beschouwd als een van de opkomende licht absorptieflessen die kunnen worden toegepast op de volgende-generatie zonnecellen wegens zijn unieke optische en elektrische eigenschappen. Onlangs, wij zijn potentieel als volgende-generatie zonnecellen aangetoond door het bereiken van een hoog fotovoltaïsche rendement > 6% in Sb2S3-gesensibiliseerde zonnecellen met behulp van een eenvoudige thioureum (TU)-op basis van complexe oplossing methode. Hier beschrijven we de belangrijkste experimentele procedures voor de afzetting van Sb2S3 op een mesoporous TiO2 (mp-TiO2) laag met behulp van een complexe oplossing voor SbCl3- TU in de fabricage van zonnecellen. Ten eerste, de SbCl3- TU oplossing is gesynthetiseerd door ontbinding SbCl3 en TU in N, N- dimethylformamide op verschillende molaire ratio's voor SbCl3: TU. Vervolgens de oplossing wordt gestort op als voorbereide ondergronden bestaande uit mp-TiO2/TiO2-laag/F-doped SnO2 glas worden geblokkeerd door spin coating. Ten slotte vormen kristallijne Sb2S3, de monsters worden gegloeid in een N-2-gevuld handschoenenkastje bij 300 ° C. De gevolgen van de experimentele parameters voor de fotovoltaïsche Apparaatprestaties worden ook besproken.

Inleiding

Antimoon gebaseerde chalcogenides (Sb-Chs), met inbegrip van Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3en CuSbS2, worden beschouwd als opkomende materialen die kunnen worden gebruikt in volgende generatie zonnecellen1 ,2,3,4,5,6,7,8. Fotovoltaïsche apparaten op basis van Sb-Chs licht absorberende hebben de 10% energie conversie efficiency (PCE....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. synthese van de TiO2- BL-oplossing

  1. Bereiden van 2 transparante flesjes met een volume van 50 mL.
  2. Voeg 20 mL ethanol tot 1 ampul (V1) en verzegel V1.
  3. V1 overbrengen in een N-2-handschoenenkastje gevuld met een vocht-gecontroleerde systeem van een H2O-niveau van < 1 ppm.
  4. Voeg 1.225 mL van (IV) titaniumisopropoxide (TTIP) V1 met behulp van een spuit met een 0,45 µm PVDF filter en zachtjes roer het mengsel gedurende ten minste 30 minuten.
    Opmerking: Deze stap moet worden uitgevoerd in een handschoenenkastje (of zeer lage vochtigheidsgraad omstandigheden) Aangezien TTIP zeer gevoelig voor vocht ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Figuur 1 toont een schematische voorstelling van de experimentele procedure voor de Sb-2S3 -afzetting op de drager vervagen van mp-TiO2/TiO2- BL/FTT glas. Figuur 1 d toont de basiseigenschappen en regeling van een typisch product gefabriceerd volgens de hierin beschreven methode. Het belangrijkste röntgendiffractie (XRD) patroon komt goed overeen met die van een stibniet Sb2S.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

TiO2- BL wordt op grote schaal gebruikt als een gat-blokkerende laag in zonne-cellen. Zoals blijkt uit Figuur 2, werd een groot verschil in de Apparaatprestaties afhankelijk van de dikte van TiO2- BL waargenomen. Daarom moet de dikte worden geoptimaliseerd om te verkrijgen van de beste algehele Apparaatprestaties, omdat het kritisch als een laag van gat-blokkeren fungeert om te voorkomen dat ieder rechtstreeks contact tussen FTO en gat-vervoer materialen

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gesteund door de Daegu Gyeongbuk Instituut voor wetenschap en technologie (DGIST) R & D-programma's van het ministerie van wetenschap en ICT, Republiek Korea (subsidies nr. 18-ET-01 en 18-01-HRSS-04).

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Ethyl alcohol, Pure, >99.5%Sigma-Aldrich459836
Titanium(IV) isopropoxide 97%Aldrich205273
Nitic acid, ACS reagent, 70%Sigma-Aldrich438073
Antimony(III) chlorideSigma-Aldrich311375
ThioureaSigma-AldrichT7875
N,N-Dimethylformamide, anhydrous, 99.8%Sigma-Aldrich227056
TiO2 paste met 50 nm deeltjesShareChemSC-HT040
Poly(3-hexylthiophene)1-MaterialPH0148
ChlorobenzeneSigma-Aldrich284513
FTO/glas (8 Ohmos/sq)Pilkington
Spin coaterDONG AH TRADE CORPACE-200
Hot plateAS ONE CorporationHHP-411
HandschoenenboxKIYONKK-021AS
UV OZONE CleanerAHTECH LTSAC-6
ovenWiseThermFP-14
UV/Vis AbsorptiespectroscopiePerkinElmerLambda 750
Multifunctionele verdamper met handschoenenboxDAEDONG HIGH TECHNOLOGIESDDHT-SDP007

Referenties

  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., ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

SbCl3 TU complexoplossingdepositie van mesoporeuze TiO2spin coatingtechniekN2 uitgloeiprocesanalyse van fotovolta sche effici ntieblokkerende laag van titaandioxideFTO glassubstraatmolaire ratio thioureumantimontrichloride oplossing

Gerelateerde artikelen