Name: Proces niskociśnieniowego roztworu wspomaganego parą wodną do przestrajalnych warstw perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego bez otworków (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-08T11:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Poznaj metodę syntezy bezotworowych filmów perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego przy niskich temperaturach. Protokół ten umożliwia odtwarzalną produkcję materiałów do ogniw słonecznych i diod LED.

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

Rozwój procesu perowskitowego, synteza cienkich warstw, charakterystyka strukturalna i morfologiczna zostały przeprowadzone w Joint Center for Artificial Photosynthesis, Centrum Innowacji Energetycznych DOE, wspieranym przez Biuro Nauki Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych pod numerem nagrody DE-SC0004993. C.M.S.-F. dziękuje za wsparcie finansowe ze strony Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (P2EZP2_155586).

Uwaga: Proszę zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS) przed użyciem. Kilka substancji chemicznych używanych w tych syntezach jest silnie toksycznych, rakotwórczych i toksycznych dla rozrodczości. Ryzyko implozji i wybuchu wiąże się z użytkowaniem linii Schlenka. Przed wykonaniem zabiegu należy sprawdzić integralność szklanego aparatu. Nieprawidłowe użycie linii Schlenk w połączeniu z wymrażarką z ciekłym azotem może spowodować kondensację ciekłego tlenu (bladoniebieskiego), która może stać się wybuchowa. Upewnij się, że odbyłeś odpowiednie szkolenie w miejscu pracy przez ekspertów przed użyciem systemów próżniowych, linii Schlenk i płynów kriogenicznych. Podczas przeprowadzania syntezy należy stosować wszystkie odpowiednie praktyki bezpieczeństwa, w tym stosowanie kontroli technicznej (wyciąg) i środków ochrony osobistej (okulary ochronne, rękawice, fartuch laboratoryjny, spodnie o pełnej długości, buty z zakrytymi palcami). Wszystkie poniższe procedury opisane poniżej są wykonywane pod wyciągiem w powietrzu, chyba że zaznaczono inaczej.
1. Przygotowanie halogenku metyloamonu
<ol>
	<li>Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml wyposażonej w mieszadło dodać etanol (100 ml) i metyloaminę (190 mmol, 16,5 ml, 40% wag. wH2O) i schłodzić kolbę do temperatury 0 °C w łaźni lodowej.</li>
	<li>Podczas mieszania roztworu metyloaminy (przez około 5 minut przy 600 obrotach na minutę (obr./min)) dodać kroplami HI (76 mmol, 10 mL, 57% wag. wH2O) lub HBr (76 mmol, 8,6 mL, 48% wag. wH2O) i zamknąć kolbę przegrodą.</li>
	<li>Pozostawić reakcję do mieszania przez 2 godziny w temperaturze 0 °C.</li>
	<li>Wyjąć kolbę reakcyjną z łaźni lodowej i odparować rozpuszczalnik oraz nieprzereagowane składniki lotne pod zmniejszonym ciśnieniem (~50 Torr) za pomocą wyparki obrotowej wyposażonej w łaźnię wodną o temperaturze 60 °C przez 4 godziny lub do momentu usunięcia substancji lotnych.</li>
	<li>Aby ponownie skrystalizować powstałe ciało stałe, dodaj ciepły (~50 °C) etanol (100 ml) i rozpuść pozostały materiał.</li>
	<li>Powoli dodawać eter dietylowy (200 ml), aby wywołać krystalizację białego ciała stałego.</li>
	<li>Przefiltrować próżniowo mieszaninę przez gruboziarnisty filtr ze szkła o średnicy 50 mm.</li>
	<li>Odzyskać supernatant i dodać eter dietylowy (200 ml) w celu wywołania dodatkowej krystalizacji białego ciała stałego. Przefiltrować próżniowo mieszaninę przez drugi gruboziarnisty filtr z fryty szklanej o średnicy 50 mm.</li>
	<li>Połącz białe ciała stałe na gruboziarnistym filtrze z fryty szklanej o średnicy 50 mm i podczas filtracji próżniowej przemyj powstały proszek eterem dietylowym trzykrotnie (za każdym razem ~30 ml).</li>
	<li>Wysuszyć białe ciało stałe w próżni. W wyniku tej procedury uzyskuje się (58,9 mmol, 9,360 g, 77%) jodku metyloamonu (CH3NH3I) i (55,5 mmol, 6,229 g, 73%) bromku metyloamonu (CH3NH3Br).</li>
	<li>Przechowywać w ciemności i w eksykatorze w temperaturze pokojowej, aby zminimalizować rozkład w czasie.</li>
</ol>
2. Przygotowanie halogenku metyloamonu i ołowiu (CH3NH3PbI3-xBrx ) Cienkie warstwy6,20
<ol>
	<li>Kondycjonowanie wstępne rurki Schlenka
	<ol>
		<li>Załaduj probówkę Schlenka o pojemności 50 ml (średnica 2,5 cm) 0,1 g halogenku metyloamonu. Aby zapobiec przywieraniu chemikaliów do ścianek probówki, użyj papierowego cylindra wagowego, aby przenieść halogenek metyloamonu do probówki. 
		UWAGA: Końcowy stosunek I/(I+Br) w CH3NH3PbI3-xBrx zależy od składu halogenku metyloamonu w probówce. Na przykład, aby osiągnąć 30% zawartości I, probówka Schlenka jest ładowana 0,03 g CH3NH 3I i 0,07 g CH3NH 3Br. Rzeczywiste otrzymane kompozycje mogą się różnić w zależności od konfiguracji eksperymentalnej, dlatego konieczna jest kalibracja warunków syntezy w celu uzyskania określonych kompozycji docelowych. W omawianym przypadku osiągnięto to poprzez pomiar zawartości halogenków w zsyntetyzowanych foliach za pomocą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX).</li>
		<li>Użyj linii Schlenk wyposażonej w pompę rotacyjną do podłączenia i opróżnienia rury. Ustaw ciśnienie na 0,185 Torr. Następnie zanurz probówkę w kąpieli oleju silikonowego podgrzanej do 120°C z mieszadłem magnetycznym (600 obr./min) na 2 godziny (wstępne kondycjonowanie probówki Schlenka). 
		UWAGA: Ten etap pozwala na sublimację prekursora metyloamonu wzdłuż boków rurki Schlenka. Ważne jest, aby zapewnić sublimację prekursora metyloamonu w ciągu dwóch godzin kondycjonowania wstępnego. Cienka warstwa prekursora metyloamonu skondensuje się wzdłuż boków rurki Schlenka, aby pokryć dolną połowę probówki. Jeśli sublimacja prekursora metyloamonu nie jest obserwowana lub zachodzi zbyt szybko, sprawdź, czy ciśnienie linii Schlenka i temperatura kąpieli olejowej są prawidłowe lub spróbuj użyć świeżego prekursora halogenku metyloamonu. </li>
		<li>Wyjąć rurkę Schlenka z kąpieli olejowej i pozostawić halogenek metyloamonu pod nadciśnieniem płynącego N2, aby uniknąć wciągania wilgoci.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie podłoża
	<ol>
		<li>Sonikować jeden substrat (szkło lub szkło powlekane FTO, 14 x 16 mm2) wodą (~3 ml) zawierającą detergent przez 15 minut w probówce (średnica 1,5 cm i wysokość 15 cm) przy 35 kHz.</li>
		<li>Wylej detergent/wodę, spłukując ultraczystą wodą (~10 ml) 5 razy.</li>
		<li>Wylej ultraczystą wodę, dodaj aceton (~3 ml) i sonikuj przez 15 minut przy 35 kHz.</li>
		<li>Wyrzuć aceton, dodaj izopropanol (~3 ml) i poddaj sonikację przez 15 minut przy 35 KHz.</li>
		<li>Wyrzuć izopropanol, odzyskaj podłoże z probówki za pomocą pęsety i susz je pistoletem N2 przez 15 s.</li>
		<li>Osadzanie warstwy kompaktowej TiO2 (100 nm) na podłożach szklanych FTO poprzez odparowanie wiązką elektronów w temperaturze podłoża 350 °C i szybkość osadzania 0,5 A/s przy zastosowaniu rotacji substratu. 21</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie roztworu prekursora halogenku ołowiu
	<ol>
		<li>W celu przygotowania MAPbI3-xBrx (0 < x < 3) rozpuścić PbI2 (0,8 mmol, 0,369 g) i PbBr2 (0,2 mmol, 0,073 g) w 1 ml DMF, aby osiągnąć końcowe stężenie 0,8 M PbI2 i 0,2 M PbBr2. Sonikować przez 5 minut przy 35 kHz do całkowitego rozpuszczenia prekursora.
		<ol>
			<li>W celu przygotowania czystych filmów jodowych lub bromowych należy rozpuścić PbI2 (1 mmol, 0,461 g) lub PbBr2 (0,8 mmol, 0,294 g) w 1 ml DMF, aby uzyskać końcowe stężenie odpowiednio 1 M i 0,8 M. Sonikować przez 5 minut przy 35 kHz do całkowitego rozpuszczenia prekursora.</li>
			<li>W celu przygotowania folii perowskitowych z jodku ołowiu domieszkowanego chlorem należy rozpuścić PbI2 (0,369 g) i PbCl2 (0,056 g) w 1 ml DMF, aby uzyskać końcowe stężenie 0,8 M PbI2 i 0,2 M PbCl2. Sonikować przez 5 minut przy 35 kHz do całkowitego rozpuszczenia prekursora.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Przefiltrować roztwór prekursora za pomocą filtra z politetrafluoroetylenu (PTFE) 0,2 μm.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Osadzanie halogenków ołowiu
	<ol>
		<li>Roztwór prekursora należy podgrzać na płycie grzejnej ustawionej na 110 °C przez 5 minut.</li>
		<li>Za pomocą mikropipety upuść 80 μl wstępnie podgrzanego roztworu prekursora halogenku ołowiu na nieobracające się podłoże (szkło lub TiO2 osadzone na szkle pokrytym FTO; rozmiar 14 x 16mm2). Wiruj z prędkością 500 obr./min przez 5 s z prędkością przyspieszenia 500 obr./min s-1 i 1500 obr./min przez 3 minuty z prędkością przyspieszenia 1,500 obr./min s-1.</li>
		<li>W dygestorii suszyć folię prekursora przez 15 minut w temperaturze 110 °C na płycie grzejnej pod przepływającym N2, 
		UWAGA: Stosuje się naczynie krystalizujące i umieszcza się je na podłożu, aby prekursor mógł wyschnąć w atmosferze N2. Aby zmienić grubość powstałej warstwy perowskitowej, prędkość drugiego etapu powlekania wirowego można zmieniać w zakresie od 1 200 do 12 000 obr./min, aby uzyskać grubość warstwy w zakresie od 500 do 100 nm. Aby jeszcze bardziej zmniejszyć grubość powłoki, można użyć rozcieńczonego roztworu prekursora.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyżarzanie wspomagane parą wodną
	<ol>
		<li>Załadować próbkę do probówki Schlenka (przygotowanej zgodnie z instrukcją w ppkt 2.1.2). Ustaw ciśnienie na 0,185 Torr. 
		UWAGA: Próbka znajduje się w probówce nad halogenkiem metyloamonu, nie mając z nim bezpośredniego kontaktu. Aby spowolnić wprowadzanie metyloamonu, powierzchnia halogenku ołowiu jest zorientowana tak, aby była skierowana w stronę przeciwną do halogenku metyloamonu.</li>
		<li>Zanurzyć probówkę Schlenka załadowaną próbką w kąpieli oleju silikonowego podgrzanej do temperatury 120 °C na 2 godziny.</li>
		<li>Wyjąć próbkę i szybko ją przepłukać, zanurzając w zlewce zawierającej alkohol izopropylowy. Natychmiast osuszyć wypłukaną próbkę za pomocą pistoletu N2. 
		UWAGA: Aby przygotować czystyCH3NH3PbI3 należy użyć PbI2 jako prekursora halogenku i czystego jodku metyloamonu na etapie wyżarzania wspomaganego parą. Do przygotowaniaCH3, NH,3PbBr3 należy użyć PbBr2 jako prekursora halogenku i czystego bromku metyloamonu na etapie wyżarzania wspomaganego parą.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>De Wolf, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organometallic+Halide+Perovskites%3A+Sharp+Optical+Absorption+Edge+and+Its+Relation+to+Photovoltaic+Performance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Organometallic Halide Perovskites: Sharp Optical Absorption Edge and Its Relation to Photovoltaic Performance.</a> J. Phys. Chem. Lett. 5 (6), 1035-1039 (2014).</li>
<li>Noh, J. H., Im, S. H., Heo, J. H., Mandal, T. N., Seok, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Management+for+Colorful%2C+Efficient%2C+and+Stable+Inorganic-Organic+Hybrid+Nanostructured+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Chemical Management for Colorful, Efficient, and Stable Inorganic-Organic Hybrid Nanostructured Solar Cells.</a> Nano Lett. 13 (4), 1764-1769 (2013).</li>
<li>Stranks, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron-Hole+Diffusion+Lengths+Exceeding+1+Micrometer+in+an+Organometal+Trihalide+Perovskite+Absorber%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electron-Hole Diffusion Lengths Exceeding 1 Micrometer in an Organometal Trihalide Perovskite Absorber.</a> Science. 342 (6156), 341-344 (2013).</li>
<li>Oga, H., Saeki, A., Ogomi, Y., Hayase, S., Seki, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+Understanding+of+the+Electronic+and+Energetic+Landscapes+of+Perovskite+Solar+Cells%3A+High+Local+Charge+Carrier+Mobility%2C+Reduced+Recombination%2C+and+Extremely+Shallow+Traps%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Improved Understanding of the Electronic and Energetic Landscapes of Perovskite Solar Cells: High Local Charge Carrier Mobility, Reduced Recombination, and Extremely Shallow Traps.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (39), 13818-13825 (2014).</li>
<li>Deschler, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Photoluminescence+Efficiency+and+Optically+Pumped+Lasing+in+Solution-Processed+Mixed+Halide+Perovskite+Semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">High Photoluminescence Efficiency and Optically Pumped Lasing in Solution-Processed Mixed Halide Perovskite Semiconductors.</a> J. Phys. Chem. Lett. 5 (8), 1421-1426 (2014).</li>
<li>Sutter-Fella, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Photoluminescence+Quantum+Yield+in+Band+Gap+Tunable+Bromide+Containing+Mixed+Halide+Perovskites%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">High Photoluminescence Quantum Yield in Band Gap Tunable Bromide Containing Mixed Halide Perovskites.</a> Nano Lett. 16 (1), 800-806 (2016).</li>
<li>Chen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+and+stable+large-area+perovskite+solar+cells+with+inorganic+charge+extraction+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Efficient and stable large-area perovskite solar cells with inorganic charge extraction layers.</a> Science. 350 (6263), 944-948 (2015).</li>
<li>Bi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+luminescent+solar+cells+based+on+tailored+mixed-cation+perovskites%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Adv%22%5BJournal%5D)">Efficient luminescent solar cells based on tailored mixed-cation perovskites.</a> Sci. Adv. 2 (1), e1501170(2016).</li>
<li>Werner, J., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Efficient+Monolithic+Perovskite%2FSilicon+Tandem+Solar+Cell+with+Cell+Area+%26gt%3B1+cm2">Efficient Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cell with Cell Area >1 cm2.</a> J. Phys. Chem. Lett. 7 (1), 161-166 (2016).</li>
<li>Kranz, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Efficiency+Polycrystalline+Thin+Film+Tandem+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">High-Efficiency Polycrystalline Thin Film Tandem Solar Cells.</a> J. Phys. Chem. Lett. 6 (14), 2676-2681 (2015).</li>
<li>Xing, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+solution-processed+wavelength-tunable+perovskites+for+lasing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Low-temperature solution-processed wavelength-tunable perovskites for lasing.</a> Nat. Mater. 13, 476-480 (2014).</li>
<li>Deschler, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+Photoluminescence+Efficiency+and+Optically+Pumped+Lasing+in+Solution-Processed+Mixed+Halide+Perovskite+Semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">High Photoluminescence Efficiency and Optically Pumped Lasing in Solution-Processed Mixed Halide Perovskite Semiconductors.</a> J. Phys. Chem. Lett. 5 (8), 1421-1426 (2014).</li>
<li>Tan, Z. -K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bright+light-emitting+diodes+based+on+organometal+halide+perovskite%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Bright light-emitting diodes based on organometal halide perovskite.</a> Nat. Nanotechnol. 9, 687-692 (2014).</li>
<li>Stranks, S. D., Snaith, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-halide+perovskites+for+photovoltaic+and+light-emitting+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Metal-halide perovskites for photovoltaic and light-emitting devices.</a> Nat. Nanotechnol. 10, 391-402 (2015).</li>
<li>Saliba, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cesium-containing+triple+cation+perovskite+solar+cells%3A+improved+stability%2C+reproducibility+and+high+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Cesium-containing triple cation perovskite solar cells: improved stability, reproducibility and high efficiency.</a> Energy Environ. Sci. 9, 1989-1997 (1989).</li>
<li>Eperon, G. E., Burlakov, V. M., Docampo, P., Goriely, A., Snaith, H. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/259609636_Morphological_Control_for_High_Performance_Solution-Processed_Planar_Heterojunction_Perovskite_Solar_Cells">Morphological Control for High Performance, Solution-Processed Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells.</a> Adv. Funct. Mater. 24 (1), 151-157 (2014).</li>
<li>Jeon, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvent+engineering+for+high-performance+inorganic-organic+hybrid+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Solvent engineering for high-performance inorganic-organic hybrid perovskite solar cells.</a> Nat. Mater. 13, 897-903 (2014).</li>
<li>Liu, M., Johnston, M. B., Snaith, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+planar+heterojunction+perovskite+solar+cells+by+vapour+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition.</a> Nature. 501, 395-398 (2013).</li>
<li>Chen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Planar+Heterojunction+Perovskite+Solar+Cells+via+Vapor-Assisted+Solution+Process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells via Vapor-Assisted Solution Process.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (2), 622-625 (2014).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Planar+Heterojunction+Perovskite+Solar+Cells+by+Controlled+Low-Pressure+Vapor+Annealing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells by Controlled Low-Pressure Vapor Annealing.</a> J. Phys. Chem. Lett. 6 (3), 493-499 (2015).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defective+TiO2+with+high+photoconductive+gain+for+efficient+and+stable+planar+heterojunction+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Defective TiO2 with high photoconductive gain for efficient and stable planar heterojunction perovskite solar cells.</a> Nat. Commun. 7, 12446(2016).</li>
<li>Gonzalez-Carrero, S., Galian, R. E., Pérez-Prieto, J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/269287268_Maximizing_the_emissive_properties_of_CH3NH3PbBr3_perovskite_nanoparticles">Maximizing the emissive properties of CH3NH3PbBr3 perovskite nanoparticles.</a> J. Mater. Chem. A. 3, 9187-9193 (2015).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/282488477_Antisolvent_Diffusion-induced_Growth_Equilibrium_Behaviours_in_Aqueous_Solution_and_Optical_Properties_of_CH3NH3PbI3_Single_Crystals_for_Photovoltaic_Applications">Antisolvent diffusion-induced growth, equilibrium behaviours in aqueous solution and optical properties of CH3NH3PbI3 single crystals for photovoltaic applications.</a> RSC Adv. 5, 85344-85349 (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Aby wytworzyć wysoce wydajne heterozłącza perowskitowo-organiczne płaskie perowskitowe, kluczowym wymogiem jest jednorodność warstwy aktywnej. W odniesieniu do istniejących rozwiązań 2,16,17 i metodologii opartych na próżni18,19, nasz proces jest niezwykle podatny na dostrajanie składu warstwy aktywnej, która może być syntetyzowana w pełnej przestrzeni kompozycji CH...

Hybrydowe organiczno-nieorganiczne perowskity halogenkowe ołowiu (CH3NH3PbX3, X = I, Br, Cl) to nowa klasa półprzewodników, która pojawiła się szybko w ciągu ostatnich kilku lat. Ta klasa materiałów wykazuje doskonałe właściwości półprzewodnikowe, takie jak wysoki współczynnik absorpcji1, przestrajalna przerwa energetyczna2, długość dyfuzji długiego nośnika ładunku3, wysoka tolerancja defektów4, oraz wysoka wydajność kwantowa fotoluminescencji5,6. Unikalna kombinacja tych cech sprawia, że perowskity halogenkowe ołowiu są bardzo atrakcyjne do zastosowania w urządzeniach optoelektronicznych, takich jak single junction7,8 i fotowoltaika wielozłączowa9,10, lasers11,12 i LEDs13.
CH3NH3PbX3 folie mogą być wytwarzane różnymi metodami syntetycznymi14, które mają na celu poprawę wydajności tego półprzewodnikowego materiału do zastosowań energetycznych15. Optymalizacja urządzeń fotowoltaicznych opiera się jednak na jakości warstwy aktywnej halogenkowego perowskitu, a także na jej interfejsach ze stykami selektywnymi ładunku (tj. warstwami transportu elektronów i), które ułatwiają pobieranie fotonośników w tych urządzeniach. W szczególności niezbędne są ciągłe, pozbawione otworów warstwy aktywne, aby zminimalizować opór bocznikowy, poprawiając w ten sposób wydajność urządzenia.
Wśród najbardziej rozpowszechnionych metod wytwarzania cienkich warstw perowskitu halogenku ołowiu są procesy oparte na roztworze i próżni. Najczęstszy proces rozpuszczania wykorzystuje równomolowe proporcje halogenku ołowiu i halogenku metyloamonu rozpuszczonego w dimetyloformamidzie (DMF), dimetylosulfotlenku (DMSO) lub γ-butyrolakton (GBL) lub mieszaninach tych rozpuszczalników. 2,16,17 Molarność prekursora i rodzaj rozpuszczalnika, a także temperatura, czas i atmosfera wyżarzania muszą być precyzyjnie kontrolowane, aby uzyskać ciągłe i pozbawione otworów warstwy. 16 Na przykład, aby poprawić pokrycie powierzchni, zademonstrowano technikę inżynierii rozpuszczalnikowej, która pozwala uzyskać gęste i niezwykle jednolite warstwy. 17 W tej technice, nie-rozpuszczalnik (toluen) jest kapał na warstwę perowskitu podczas wirowania roztworu perowskitu. 17 Te podejścia zazwyczaj dobrze nadają się do mezoskopowych heterozłączy, które wykorzystują mezoporowate TiO2 jako selektywny kontakt elektronów o zwiększonej powierzchni kontaktu i zmniejszonej długości transportu nośnika.
Jednak heterozłącza planarne, które wykorzystują selektywne kontakty oparte na cienkich (zwykle TiO2) warstwach, są bardziej pożądane, ponieważ zapewniają prostą i skalowalną konfigurację, którą można łatwiej zastosować w technologii ogniw słonecznych. W związku z tym opracowanie warstw aktywnych perowskitów halogenkowoorganicznych i ołowiowych, które wykazują wysoką wydajność i stabilność w działaniu dla płaskich heterozłączy, może prowadzić do postępu technologicznego w tej dziedzinie. Jednak jednym z głównych wyzwań związanych z wytwarzaniem płaskich heterozłączy jest nadal jednorodność warstwy aktywnej. Podjęto kilka prób, opartych na procesach próżniowych, w celu przygotowania jednolitych warstw na cienkich warstwach TiO2. Na przykład Snaith i jego współpracownicy zademonstrowali proces podwójnego parowania, w wyniku którego powstają wysoce jednorodne warstwy perowskitu o wysokiej wydajności konwersji mocy do zastosowań fotowoltaicznych. 18 Chociaż ta praca stanowi znaczący postęp w tej dziedzinie, użycie systemów wysokiej próżni i brak możliwości dostrajania składu warstwy aktywnej ograniczają możliwość zastosowania tej metody. Co ciekawe, niezwykle wysoką jednorodność osiągnięto w procesie roztworu wspomaganego parą (VASP)19 i zmodyfikowanym niskociśnieniowym VASP (LP-VASP)6,20. Podczas gdy VASP, zaproponowany przez Yanga i współpracowników19, wymaga wyższych temperatur i użycia komory rękawicowej, LP-VASP opiera się na wyżarzaniu warstwy prekursorowej halogenku ołowiu w obecności pary halogenku metyloamonu, przy obniżonym ciśnieniu i stosunkowo niskiej temperaturze w oparach. Te specyficzne warunki umożliwiają dostęp do mieszanych kompozycji perowskitowych i łatwe wytwarzanie czystych CH3NH3PbI3, CH3NH3PbI3 xClx, CH3NH3PbI3 xBrx i CH3NH3PbBr3. W szczególności można syntetyzować folie CH3NH3PbI3-xBrx w całej przestrzeni kompozycji z wysoką jakością optoelektroniczną i odtwarzalnością6,20.
W niniejszym dokumencie podajemy szczegółowy opis protokołu syntezy organiczno-nieorganicznych warstw perowskitu z halogenku ołowiu za pomocą LP-VASP, w tym procedurę syntezy prekursorów halogenku metyloamonu. Po zsyntetyzowaniu prekursorów tworzenie warstw CH3NH3PbX3 składa się z dwuetapowej procedury, która obejmuje i) powlekanie spinowe prekursora PbI2/PbBr2 (PbI2 lub PbI2/PbCl2) na podłożu szklanym lub podłożu szklanym pokrytym tlenkiem cyny domieszkowanej fluorem (FTO) z płaskim TiO2 jako warstwą transportującą elektrony, oraz ii) niskociśnieniowe wyżarzanie wspomagane parą wodną w mieszaninach CH3NH 3I i CH3NH3Br, które można precyzyjnie regulować w zależności od pożądanej przerwy optycznej (1,6 eV ≤ Eg ≤ 2,3 eV). W tych warunkach cząsteczki halogenku metyloamonu obecne w fazie gazowej powoli dyfundują do cienkiej warstwy halogenku ołowiu, tworząc ciągłe, pozbawione otworów warstwy perowskitu halogenkowego. Proces ten powoduje dwukrotne zwiększenie objętości od początkowej warstwy prekursora halogenku ołowiu do gotowego organiczno-nieorganicznego perowskitu halogenku ołowiu. Standardowa grubość folii perowskitowej wynosi około 400 nm. Możliwe jest zmienianie tej grubości w zakresie 100-500 nm poprzez zmianę prędkości drugiego etapu powlekania wirowego. Efektem zaprezentowanej techniki są folie o wysokiej jakości optoelektronicznej, co przekłada się na urządzenia fotowoltaiczne o sprawności konwersji mocy do 19% przy użyciu Au/spiro-OMeTAD /CH3NH3PbI3-xBrx/compact TiO2/ FTO/szklanej architektury ogniw słonecznych. 21

<table><tbody><tr><td>Bromek ołowiu (II), 99,999%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>398853</td><td>Ostra toksyczność, rakotwórczość</td></tr><tr><td>Jodek ołowiu (II), 99,9985%</td><td>Alfa Aesar</td><td>12724</td><td>Ostra toksyczność, światłoczuły</td></tr><tr><td>N, N-dimetyloformamid, > 99,9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270547</td><td>Ostra toksyczność, łatwopalny; przechowywać w dobrze wentylowanym miejscu</td></tr><tr><td>Alkohol izopropylowy, 99,5%</td> <td>BDH</td><td>BDH1133-4LP</td><td>Łatwopalna</td></tr><tr><td>metyloamina ok. 40% w wodzie</td><td>TCI</td><td>M0137</td><td>Ostra toksyczność, łatwopalny; </td></tr><tr><td>kwas bromowodorowy 48 % wag. w H2O, &ge; 99,99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>339245</td><td>Toksyczność ostra, Działanie; wrażliwy na powietrze i światło; przechowywać w dobrze wentylowanym miejscu</td></tr><tr><td>Kwas jodowodorowy 57 % wag. w H2O, destylowany, stabilizowany, 99,95%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>210021</td><td>; wrażliwy na powietrze i światło; przechowywać w dobrze wentylowanym miejscu Zalecana temperatura przechowywania 2/8 & stopnie; C; Powietrze i światłoczułość</td></tr><tr><td>Eter etylowy Bezwodny BHT Stabilizowany/Certyfikowany ACS</td><td>Fisher Chemicals</td><td>E 138-4</td><td>Ostra toksyczność, łatwopalny</td></tr><tr><td>Etanol denaturowany (odczynnik alkoholowy), ACS</td><td>BDH</td><td>BDH1156-4LP</td><td>Łatwopalny</td></tr><tr><td>Alconoxdetergent</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>242985</td><td>Mydło używane do czyszczenia podłoża</td></tr><tr><td>Milli-QIntegral 3 System oczyszczania wody</td><td>EMD Millipore</td><td>ZRXQ003WW</td><td>Dozownik wody ultraczystej</td></tr><tr><td>Szkło powlekane cienkim tlenkiem (FTO) domieszkowane fluorem</td><td>Urządzenia cienkowarstwowe</td><td>Szkło niestandardowe</td><td>: wymiary 13,8 mm x 15,8 mm i plusmn; 0,2 mm, grubość 2,3 mm i plusmn; 0,1 mm; FTO: wymiary 3000&Aring; &plusmn; 100&Aring;, rezystywność 7-10 ohm/sq, transmisja 82% @ 550nm)</td></tr><tr><td>Podłoża szklane</td><td>C & Naukowy - premiera</td><td>9101-E</td><td>Plain. Długość: 75 mm, Szerokość: 25 mm, Grubość: 1 mm</td></tr><tr><td>Myjka ultradźwiękowa z cyfrowym timerem i grzałką</td><td>VWR</td><td>97043-992</td><td>2,8 L (0,7 gal.)24L x 14W x 10D cm (97/16x 51/2x 315/16")</td></tr><tr><td>Magnetyczny rezonans jądrowy Advance 500</td><td></td><td></td> Skaningowy mikroskop elektronowy Bruker Z115311 <td></td></tr><tr><td>Quanta 250 FEG FEI</td><td></td><td>743202032141</td><td>Wyposażony w detektor promieniowania rentgenowskiego z dyspersją energii Bruker Xflash 5030</td></tr><tr><td>Dyfraktometr rentgenowski SmartLab</td><td>Rigaku</td><td>2080B411</td><td>Wykorzystanie promieniowania Cu K&alpha przy napięciu 40 kV i 40 mA</td></tr></tbody></table>

proces niskociśnieniowego roztworu wspomaganego parą wodną do przestrajalnych warstw perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego bez otworków

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

Perowskity halogenkowe z ołowiu organicznego ostatnio wzbudziły duże zainteresowanie potencjalnymi zastosowaniami w cienkowarstwowej fotowoltaice i optoelektronice. W niniejszym artykule przedstawiamy protokół wytwarzania tego materiału metodą niskociśnieniowego procesu wspomagania parą roztworów (LP-VASP), która zapewnia ~19% sprawność konwersji energii w planarnych heterozłączowych perowskitowych ogniwach słonecznych. Po pierwsze, przedstawiamy syntezę jodku metyloamonu (CH3, NH,3I) i bromku metyloamonu (CH3, NH,3Br) z metyloaminy i odpowiadającego jej kwasu halogenkowego (HI lub HBr). Następnie opisujemy wytwarzanie bezotworowych, ciągłych perowskitów halogenkowo-metyloamonowych (CH3NH3PbX3 z X = I, Br, Cl i ich mieszaniną) za pomocą LP-VASP. Proces ten opiera się na dwóch etapach: i) wirowaniu jednorodnej warstwy prekursora halogenku ołowiu na podłożu oraz ii) konwersji tej warstwy do CH3NH3PbI3-xBrx poprzez wystawienie podłoża na działanie par mieszaniny CH3NH3I i CH3NH3Br pod obniżonym ciśnieniem i w temperaturze 120 °C. Poprzez powolną dyfuzję pary halogenku metyloamonu do prekursora halogenku ołowiu uzyskujemy powolny i kontrolowany wzrost ciągłej, pozbawionej otworków warstwy perowskitu. LP-VASP umożliwia syntetyczny dostęp do pełnej przestrzeni składu halogenkowego w CH3, NH3PbI, 3-xBrx z 0 ≤ x ≤ 3. W zależności od składu fazy gazowej, pasmo wzbronione można dostroić w zakresie od 1,6eV ≤ E g ≤ 2,3 eV. Ponadto, zmieniając skład prekursora halogenkowego i fazy gazowej, możemy również otrzymaćCH3NH3PbI3-xClx. Folie otrzymane z LP-VASP są powtarzalne, czyste fazowo, co potwierdzają pomiary dyfrakcji rentgenowskiej, oraz wykazują wysoką wydajność kwantową fotoluminescencji. Proces ten nie wymaga użycia schowka podręcznego.

Widma protonowego rezonansu magnetycznego jądra (NMR) zarejestrowano po syntezie halogenku metyloamoniowego w celu zweryfikowania czystości cząsteczek (Rycina 1). Obrazy z pomiarów skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) pozyskano przed i po wygrzewaniu w oparach (Rycina 2), aby scharakteryzować morfologię oraz jednorodność zarówno mieszanego prekursora halogenku ołowiu, jak i warstw CH3NH3PbI3-x</su...

Tutaj prezentujemy protokół syntezy prekursorów CH3NH 3 I i CH3NH 3Br oraz późniejszego tworzenia bezotworkowych, ciągłych cienkich warstw CH3NH3PbI3-xBrx do zastosowania w wysokowydajnych ogniwach słonecznych i innych urządzeniach optoelektronicznych.

Proces niskociśnieniowego roztworu wspomaganego parą wodną do przestrajalnych warstw perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego bez otworków

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

ogólnym celem tego procesu jest synteza jednorodnych, wolnych od mikrootworów i wysokiej jakości filmów perowskitowych na bazie halogenków ołowiu i metyloamoniu w pełnym zakresie składu halogenkowego, z przeznaczeniem do zastosowań w optoelektronice, takiej jak ogniwa słoneczne, lasery i diody LED. Niniejszy protokół syntetyczny został opracowany w taki sposób, aby można go było dostosować do różnych laboratoriów; zapewnia on szybką i powtarzalną ścieżkę syntezy perowskitów halogenkowych ołowiu w pełnym zakresie składu halogenkowego. Główną zaletą tej techniki jest zastosowanie niskiej temperatury przetwarzania oraz standardowego sprzętu dostępnego w większości laboratoriów, takiego jak dygestoria i linie Schlenka.Procedurę zademonstrują Aya Buckley i Phuong Ngo, studenci z UC Berkeley. Aby rozpocząć procedurę, należy wlać 100 milliliters etanolu do 250 milliliter kolby okrągłodennej wyposażonej w mieszadło magnetyczne. Następnie dodać 16.5 milliliters 40% metyloaminy w wodzie.Używając łaźni lodowej, schłodzić kolbę do 0 °C. Dodawać kroplami 10 ml 76 mM kwasu jodowodorowego, cały czas mieszając. Następnie zamknąć kolbę za pomocą septa.Mieszać reakcyjną mieszaninę przez dwie godziny w temperaturze 0 °C. Następnie wyjąć kolbę z kąpieli lodowej i za pomocą rotavapora wyposażonego w łaźnię wodną odparować rozpuszczalnik oraz nieprzereagowane komponenty lotne pod ciśnieniem 50 Torr w temperaturze 60 °C przez cztery godziny lub do momentu całkowitego usunięcia substancji lotnych. Po odparowaniu rozpuszczalnika dodać do kolby 100 ml ciepłego etanolu, aby rozpuścić pozostały materiał.Powoli dodaj 200 milliliters eteru etylowego, aby wywołać krystalizację białej substancji stałej. Następnie przefiltruj mieszaninę pod próżnią przez filtr z frity szklanej o rozmiarze 50 millimeter. Odzyskaj nadsącz i dodaj kolejne 200 milliliters eteru etylowego, aby wywołać dalszą krystalizację.Mieszaninę ponownie przefiltrować pod próżnią przez filtr z fritą szklaną o średnicy 50 mm. Podczas filtrowania przemyć osad trzykrotnie dietylowym eterem. Przemyty osad wysuszyć w próżni.Podczas czyszczenia aparatury istotna jest również jakość materiału wyjściowego. Dlatego szczególnie ważna jest staranna rekrystalizacja prekursora objętościowego materiału. Wysuszoną substancję stałą należy przechowywać w deskryptorze, w ciemności i w temperaturze pokojowej, aby zminimalizować rozkład.Aby rozpocząć, podgrzać kąpiel w oleju silikonowym wyposażoną w magnetyczny mieszadło do 120 °C. Następnie, używając papierowego lejka do ważenia, przenieść 0,1 g halogenku metyloamoniu do probówki Schlenka o pojemności 50 ml. W celu przygotowania halogenku metyloamoniu, podłączyć probówkę do linii Schlenka wyposażonej w pompę rotacyjną i odessać powietrze z probówki.Ustaw ciśnienie na 0,185 Torr. Następnie zanurz probówkę w kąpieli silikonowej na dwie godziny, mieszając kąpiel z prędkością 600 rpm. Po tym czasie wyjmij rurkę schlenkową z kąpieli olejowej.Pozostaw probówkę pod nadciśnieniem przepływającego azotu, aby zapobiec pochłanianiu wilgoci. Następnie przygotuj roztwory prekursorów, rozpuszczając 0,146 g bromku ołowiu w 1 ml DMF, a następnie 0,369 g jodku ołowiu i 0,073 g bromku ołowiu w 1 ml DMF. Poddaj je sonikacji przez około pięć minut przy częstotliwości 35 kHz, aby całkowicie rozpuścić prekursor.Przesącz roztwór prekursora przez filtr PTFE o rozmiarze oczek 0,2 µm. Podgrzewaj przefiltrowany roztwór w temperaturze 110 °C przez pięć minut. Za pomocą mikropipety nanieś 80 µl podgrzanego roztworu prekursora halogenku ołowiu na podłoże.Następnie wiruj podłoże z prędkością 500 rpm przez pięć sekund przy tempie przyspieszenia 500 rpm/s oraz z prędkością 1500 rpm przez trzy minuty przy tempie przyspieszenia 1500 rpm.s. Następnie przenieś podłoże na płytkę grzejną w dygestorium. Susz warstwę prekursora w temperaturze 110 °C przez 15 minut w przepływie gazowego azotu.Wprowadź wysuszony podłoże do przygotowanej rurki Schlenka, orientując powierzchnię halogenku ołowiu w kierunku przeciwnym do halogenku metyloamoniowego w rurce. Ustaw ciśnienie w rurce Schlenka na 0,185 Torr. Następnie zanurz rurkę w kąpieli olejowej silikonowej podgrzanej do 120 °C na dwie godziny.Następnie wyjmij probówkę z kąpieli olejowej. Przenieś próbkę z rurki Schlenka i szybko zanurz ją w zlewce zawierającej alkohol izopropylowy. Użyj pistoletu z N2, aby niezwłocznie osuszyć wypłukaną próbkę.W niniejszym badaniu za pomocą LP vasp zsyntezyzowano cienkie warstwy halogenków ołowiu i metyloamoniu pozbawione mikroporów, a następnie poddano je charakterystyce. Analiza NMR prekursorów wykazuje przesunięcia grup metylowych przy delta 2.35 pbm oraz delta 2.37 pbm. Przesunięcie amoniowe wyśrodkowane przy delta 7.65 pbm oraz delta 7.45 pbm, odpowiednio dla bromku metyloamoniu i jodku metyloamoniu, potwierdza ich tożsamość oraz czystość.Następnie wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową do analizy mieszanych płaskich filmów halogenkowych i wyżłobionych w 100%, 50% oraz 30% jodku metyloamoniowego. Każdy z filmów o strukturze fasetowej okazał się wolny od otworów (pinholes), z wielkością ziarna do 700 nanometrów. Podczas gdy standardowa grubość filmów perowskitowych wynosi około 400 nanometrów, można ją zmieniać poprzez modyfikację prędkości obrotowej podczas spin-coatingu, gdzie wyższe prędkości dają cieńsze filmy i odwrotnie.Następnie zbierane są dyfraktogramy rentgenowskie w celu potwierdzenia czystości fazowej oraz konwersji prekursorów w filmy perowskitowe halogenku metyloamoniowo-ołowiu. Pozostała lub nieprzereagowana faza jodku ołowiu wykazuje pik przy około 12,7 stopnia. W przypadku filmów halogenku metyloamoniowo-ołowiu obserwuje się przesunięcie w stronę wyższych kątów, co wynika z stopniowego zastępowania większych atomów jodu mniejszymi atomami bromu.Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać, że korzystanie z linii Schlenka wiąże się z ryzykiem wybuchu i implozji. Przed przystąpieniem do eksperymentu należy zatem sprawdzić szczelność i stan aparatury. Opracowanie tej techniki utorowuje drogę badaczom z dziedziny cienkowarstwowych ogniw słonecznych oraz optoelektroniki do syntezy wysokiej jakości cienkich warstw organometalicznych perowskitów.Dzięki temu procesowi można wytwarzać cienkowarstwowe ogniwa słoneczne o geometrii planarnej, osiągające sprawność do 19% oraz wykazujące zwiększoną stabilność długoterminową. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze rozumieć, jak syntetyzować jednorodną, wolną od fenoli, o wysokiej jakości optoelektronicznej, objętościową warstwę halogenku ołowiu metodą LP vasp.

low-pressure-vapor-assisted-solution-process-for-tunable-band-gap

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Prezentujemy obszerne badanie na temat efektów różnych metod wytwarzania organicznych/nieorganicznych cienkich warstw perowskitu, porównując struktury krystaliczne, gęstość stanów, poziomy energii i ostatecznie wydajność ogniw słonecznych.

Wpływ metod wytwarzania perowskitów hybrydowych na tworzenie filmu, strukturę elektronową i wydajność ogniw słonecznych

Technika czasowo-rozdzielczej przewodnictwa mikrofalowego do badania dynamiki rekombinacji bezpośredniej i za pośrednictwem pułapki oraz określania ruchliwości nośników półprzewodników cienkowarstwowych jest tutaj prezentowana.

Dynamika rekombinacji w cienkowarstwowych materiałach fotowoltaicznych za pomocą czasowo-rozdzielczego przewodnictwa mikrofalowego

Tutaj prezentujemy protokół do dostosowania właściwości przetworzonego w roztworze CH3NH3PbI3 poprzez włączenie monowalentnych dodatków kationowych w celu uzyskania wysoce wydajnych perowskitowych ogniw słonecznych.

Domieszkowanie kationami monowalentnymiCH3, NH,3PbI3 dla wydajnych perowskitowych ogniw słonecznych

Szczegółowe są tutaj protokoły działania i montażu modułowej platformy do badań przesiewowych mikroprzepływowych do systematycznej charakterystyki syntez koloidalnych półprzewodników nanokrystalicznych. Dzięki w pełni regulowanym układom systemów, wysoce wydajne zbieranie widm może być przeprowadzane w 4 skalach czasu reakcji rzędu wielkości w przestrzeni próbkowania kontrolowanej przeniesieniem masy.

Modułowa technologia mikroprzepływowa do systematycznych badań koloidalnych nanokryształów półprzewodnikowych

Tutaj prezentujemy szczegółowe protokoły dla przetwarzanych w roztworze cienkich warstw półprzewodnikowych srebra, bizmutu i jodu (Ag-Bi-I) wytwarzanych na przezroczystych elektrodach pokrytych TiO2 oraz ich potencjalnego zastosowania jako stabilnych i bezołowiowych urządzeń optoelektronicznych.

Trójskładnikowe cienkie warstwy "srebrowo-bizmutowo-jodowe" przetworzone w roztworze do bezołowiowych absorberów fotowoltaicznych

Przedstawiono protokół syntezy hybrydowych perowskitowych atramentów kropek perowskitowych z nieorganiczno-ołowiowo-halogenkowym do druku atramentowego oraz protokół przygotowania i drukowania atramentów z kropkami kwantowymi w drukarce atramentowej z technikami postcharakteryzacji.

Druk atramentowy Wszystkie nieorganiczne atramenty perowskitowe halogenkowe do zastosowań fotowoltaicznych

Ta praca demonstruje łatwą syntezę w temperaturze pokojowej koloidalnych, ograniczonych kwantowo nanopłytek perowskitu halogenku ołowiu metodą wspomaganą przez ligand. Zsyntetyzowane nanopłytki krwi wykazują spektralnie wąskie cechy optyczne i ciągłą dostrajalność widmową w całym zakresie widzialnym poprzez zmianę składu i grubości.

Łatwa synteza koloidalnych nanopłytek perowskitu halogenku ołowiu poprzez recypitację wspomaganą ligandem

Opisujemy metodę wyżarzania w podczerwieni używaną do syntezy perowskitów i mezoskopowych warstw TiO2. Parametry wyżarzania są zróżnicowane i zoptymalizowane pod kątem obróbki na szkle z tlenku cyny (FTO) domieszkowanym fluorem i politereftalanu etylenu pokrytym tlenkiem indu cyny (ITO PET), co w efekcie zapewnia urządzeniom sprawność konwersji mocy &gt;20%.

Błyskawiczne wyżarzanie w podczerwieni do przetwarzania perowskitowych ogniw słonecznych

Nanorurki złota o kontrolowanych wymiarach mogą być syntetyzowane przez elektrochemiczne osadzanie w porowatych membranach z anodowego tlenku glinu (AAO) przy użyciu hydrofobowego rdzenia polimerowego. Złote nanorurki i matryce nanorurek są obiecujące pod kątem zastosowań w biodetekcji plazmonicznej, spektroskopii Ramana wzmocnionej powierzchniowo, ogrzewaniu fototermicznym, transporcie jonowym i molekularnym, mikrofluidyce, katalizie i wykrywaniu elektrochemicznym.

Ukierunkowana synteza matrycowa plazmonicznych nanorurek złota z przestrajalną absorbancją IR

Celem tych badań było stworzenie syntetycznej tkanki ściany komórkowej roślinnej przy użyciu warstwa po warstwie składania włókienek nanocelulozowych i izolowanej ligniny złożonej z rozcieńczonych zawiesin wodnych. Techniki pomiaru powierzchni mikrowagi kryształów kwarcu i mikroskopii sił atomowych zostały wykorzystane do monitorowania tworzenia polimerowo-polimerowego materiału nanokompozytowego.

W kierunku biomimiki drewna: wytwarzane wolnostojące folie z nanocelulozy, ligniny i syntetycznej polikacji

Poznaj metodę syntezy bezotworowych filmów perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego przy niskich temperaturach. Protokół ten umożliwia odtwarzalną produkcję materiałów do ogniw słonecznych i diod LED.

Proces niskociśnieniowego roztworu wspomaganego parą wodną do przestrajalnych warstw perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego bez otworków (Wideo) | JoVE Journal

Proces niskociśnieniowego roztworu wspomaganego parą wodną do przestrajalnych warstw perowskitowych z halogenku metyloamonowo-ołowiowego bez otworków

Przeglądaj więcej filmów