Este trabalho fornece um procedimento experimental detalhado para a deposição de Sb2S3 em uma camada de mesoporos TiO2 usando um SbCl3-solução complexa de tioureia para aplicações em Sb2S3-sensibilizadas células solares. Este artigo também determina os fatores-chave que regem o processo de deposição.
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Artigo de método
Principais fatores que afetam o desempenho do Sb2S3-sensibilizadas células solares durante um Sb2S3 deposição através de SbCl3-tioureia solução-processamento complexo
Neste artigo
Resumo
Resumo
SB2S3 é considerado como um dos absorventes de luz emergentes que podem ser aplicados para células solares de última geração por causa de suas propriedades ópticas e elétricas originais. Recentemente, nós demonstrou seu potencial como células solares de última geração, conseguindo uma alta eficiência fotovoltaica de > 6% em Sb2S3-sensibilizadas células solares usando uma simples tioureia (TU)-com base em método de solução complexa. Aqui, descrevemos os principais procedimentos experimentais para a deposição de Sb2S3 em uma camada de mesoporos TiO2 (mp-TiO2) usando uma solução complexa de SbCl3- TU na fabricação de células solares. Primeiro, a solução TU -3SbCl é sintetizada pela dissolução SbCl3 e TU em N, N- dimetilformamida em diferentes proporções molares de SbCl3: TU. Então, a solução é depositada em substratos preparados como consistindo de mp-TiO2/TiO2-bloqueando camada/F-dopado SnO2 vidro por revestimento de rotação. Finalmente, para formar o cristalino Sb2S3, as amostras são recozidas em um N2-encheu a caixa de luva a 300 ° C. Os efeitos dos parâmetros experimentais sobre o desempenho do dispositivo fotovoltaico também são discutidos.
Introdução
Chalcogenides baseados em antimónio (Sb-Chs), incluindo Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3e CuSbS2, são considerados materiais emergentes que podem ser usados em células solares de última geração1 ,2,3,4,5,6,7,8. No entanto, dispositivos fotovoltaicos baseados em Sb-Chs absorventes de luz ainda não atingiram a eficiência de conversão d....
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Protocolo
1. síntese da solução TiO2- BL
- Prepare 2 frascos transparentes com um volume de 50 mL.
- Adicionar 20 mL de etanol a 1 frasco (V1) e selar V1.
- Transferência de V1 para um N2-cheio de porta-luvas com um sistema de umidade controlada de um H2O nível de < 1 ppm.
- Adicionar 1,225 mL de titânio (IV) isopropoxide (TTIP) v1 usando uma seringa com um filtro PVDF de 0,45 µm e suavemente agitar a mistura pelo menos 30 min.
Nota: Esta etapa deve ser executada em uma caixa de luvas (ou em condições de umidade muito baixa) desde TTIP é altamente sensível à umidade. Se a solução TTIP não é transparente ou bran....
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Resultados
A Figura 1 mostra uma representação esquemática do procedimento experimental para a deposição de3 2S Sb no substrato de vidro de - BL/FTO do mp-TiO2/TiO2. Figura 1 d mostra as propriedades básicas e esquema de um típico produto fabricado pelo método descrito neste documento. O padrão principal difração de raios x (XRD) é bem combinado com o de um stibnite Sb2S3 est.......
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Discussão
TiO2- BL é amplamente usada como uma camada de bloqueio de buraco em células solares. Como mostrado na Figura 2, observou-se uma grande diferença no desempenho dispositivo dependendo da espessura BL -2TiO. Portanto, sua espessura deve ser otimizada para obter o melhor desempenho global do dispositivo, porque criticamente atua como uma camada de orifício de bloqueio para evitar qualquer contacto directo entre FTO e buraco-transportando materiais11.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pela Daegu Gyeongbuk Instituto de ciência e tecnologia (DGIST) R & D programas do Ministério da ciência e das TIC, República da Coreia (bolsas n º 18-ET-01 e 18-01-HRSS-04).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Álcool etílico, puro, >99,5% | Sigma-Aldrich | 459836 | |
| isopropóxido de titânio (IV) 97% | Aldrich | 205273 | |
| ácido nítico, reagente ACS, 70% | Sigma-Aldrich | 438073 | |
| cloreto de antimônio (III) | Sigma-Aldrich | 311375 | |
| Tioureia | Sigma-Aldrich | T7875 | |
| N, N-Dimetilformamida, anidro, 99,8% | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| pasta de TiO2 com partículas de 50 nm | ShareChem | SC-HT040 | |
| Poli (3-hexiltiofeno) | 1-Material | PH0148 | |
| Clorobenzeno | Sigma-Aldrich | 284513 | |
| FTO / vidro (8 Ohmos / sq) | Pilkington | ||
| Spin coater | DONG AH TRADE CORP | ACE-200 | |
| Placa de aquecimento | AS ONE Corporation | HHP-411 | |
| Porta-luvas | KIYON | KK-021AS | |
| UV OZÔNIO Limpador | AHTECH LTS | AC-6 | |
| Forno | WiseTherm | FP-14 | |
| Espectroscopia de absorção UV/Vis | PerkinElmer | Lambda 750 | |
| Evaporador multifuncional com porta-luvas | DAEDONG HIGH TECHNOLOGIES | DDHT-SDP007 |
Referências
- 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).
- Kim, D. -H., et al. Highly reproducible planar Sb2S3-sensitized solar cells based on atomic layer deposition. Nanoscale. 6 (23), 14549-14554 (2014).
- Choi, Y. C., ....
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Reimpressões e permissões
