Summary
هنا ، ونحن نقدم بروتوكولا ل النيوبيوم أكسيد الأفلام ترسب من قبل اخرق رد الفعل مع معدلات تدفق الأوكسجين المختلفة لاستخدامها كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite.
Abstract
اخرق التفاعلية هي تقنيه متعددة الاستخدامات لتشكيل الأفلام المدمجة مع تجانس ممتاز. الاضافه إلى ذلك ، فانه يسمح بسهوله التحكم في المعلمات ترسب مثل معدل تدفق الغاز الذي يؤدي إلى تغييرات علي تكوين التالي في الخصائص المطلوبة الفيلم. في هذا التقرير ، يتم استخدام اخرق رد الفعل لإيداع الأفلام أكسيد النيوبيوم. ويستخدم هدف النيوبيوم كمصدر معدني ومعدلات تدفق الأكسجين المختلفة لإيداع الأفلام أكسيد النيوبيوم. تم تغيير معدل تدفق الأكسجين من 3 إلى 10 sccm. الأفلام المودعة تحت معدلات تدفق الأكسجين منخفضه تظهر الموصليه الكهربائية اعلي وتوفير أفضل الخلايا الشمسية perovskite عند استخدامها كطبقه النقل الكترون.
Introduction
تستخدم تقنيه اخرق علي نطاق واسع لإيداع الأفلام عاليه الجودة. تطبيقه الرئيسي هو في صناعه أشباه الموصلات ، علي الرغم من انه يستخدم أيضا في طلاء السطح لتحسين الخواص الميكانيكية ، وطبقات عاكسه1. الميزة الرئيسية لأخرق هو امكانيه إيداع مواد مختلفه علي ركائز مختلفه. استنساخ الجيدة والسيطرة علي المعلمات ترسب. تقنيه اخرق يسمح ترسب الأفلام متجانسة ، مع التصاق جيده علي مساحات واسعه وبتكلفه منخفضه بالمقارنة مع طرق الترسيب الأخرى مثل ترسب بخار الكيميائية (الرسوم التعويضية) ، الشعاع الجزيئية (MBE) وترسب الطبقة الذرية (ALD) 1،2. عاده ، والأفلام أشباه الموصلات المودعة من قبل اخرق هي غير متبلور أو الكريستالات ، ومع ذلك ، هناك بعض التقارير عن النمو الفوقي من قبل اخرق3،4. ومع ذلك ، فان عمليه اخرق معقده للغاية ونطاق المعلمة واسعه5، لذلك من أجل تحقيق أفلام ذات جوده عاليه ، والفهم الجيد للعملية والمعلمة الأمثل ضروري لكل ماده.
هناك العديد من المقالات التي تبلغ عن ترسب الأفلام أكسيد النيوبيوم بواسطة اخرق ، وكذلك النيوبيوم نيتريد6 ونيبيوم كربيد7. بين الأكاسيد الدقيقة ، أكسيد النيوبيوم الخماسي (Nb2O5) هو ماده شفافة ، والهواء مستقره والمياه غير قابله للذوبان التي يسلك تعدد الاشكال واسعه النطاق. وهو أشباه الموصلات من نوع n مع القيم الفجوة الفرقة تتراوح بين 3.1 إلى 5.3 eV ، وإعطاء هذه الأكاسيد مجموعه واسعه من التطبيقات8،9،10،11،12،13 ،14،15،16،17،18،19. ملحوظة2O5 وقد اجتذبت اهتماما كبيرا كماده واعده لاستخدامها في الخلايا الشمسية perovskite بسبب الكفاءة المماثلة حقن الكترون والاستقرار الكيميائي أفضل مقارنه مع ثاني أكسيد التيتانيوم (تيو2). الاضافه إلى ذلك ، فان فجوه الفرقة من Nb2O5 يمكن ان تحسن الجهد الدائرة المفتوحة (Voc) من الخلايا14.
في هذا العمل ، تم إيداع Nb2O5 من قبل اخرق رد الفعل تحت معدلات تدفق الأكسجين المختلفة. في انخفاض معدلات تدفق الأكسجين ، تم زيادة الموصليه من الأفلام دون الاستفادة من المنشطات ، والذي يدخل الشوائب علي النظام. واستخدمت هذه الأفلام كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite تحسين أداء هذه الخلايا. وقد وجد ان خفض كميه الأكسجين يدفع تشكيل الوظائف الشاغرة الأكسجين ، مما يزيد من الموصليه الأفلام المؤدية إلى الخلايا الشمسية مع كفاءه أفضل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. النقش وتنظيف الركيزة
- باستخدام نظام قطع الزجاج ، شكل ركائز 2.5 × 2.5 سم من أكسيد فلوريد رقيقه (FTO).
- حماية جزء من سطح الركيزة مع شريط الحرارية ترك 0.5 سم من جانب واحد يتعرض.
- إيداع كميه صغيره من مسحوق الزنك (ما يكفي لتغطيه المنطقة التي سيتم حفرها) علي الجانب العلوي من المكشوفة FTO وقطره حمض الهيدروكلوريك المركزة (HCl) علي مسحوق الزنك ببطء حتى يتم استهلاك جميع مسحوق الزنك من قبل رد الفعل. بعد ذلك مباشره ، شطف الركيزة مع الماء منزوع الأيونات (DI).
تحذير: يتم توليد غاز الهيدروجين في وفره من تفاعل الزنك وحمض الهيدروكلوريك. - أزاله الشريط ويغسل مع الماء والصابون DI باستخدام فرشاه صغيره.
ملاحظه: الفرشاة يساعد علي أزاله بعض الغراء المتبقية من الشريط. - ترك الركيزة محفورا في محلول الصابون (50 ٪ في الماء) والاحتفاظ بها لمده 15 دقيقه في حمام ultrasonicate. ثم ، sonicate لمده 15 دقيقه في المياه دي (2 مرات) ، تليها 10 دقيقه أكثر في الأسيتون وأخيرا 10 دقيقه في الكحول الايزوبروبيل. تجفيف الركيزة مع غاز النيتروجين.
2. ترسب الأفلام أكسيد النيوبيوم
- إصلاح الركيزة من خلال قناع الظل حماية 0.5 سم من كلا الجانبين.
ملاحظه: علي الجانب حيث تم حفر fto ، من المهم التصديق علي ان FTO مغطاه من أجل منع الدوائر القصيرة عند بناء الخلية. - إدخال الركيزة في غرفه اخرق وختم الغرفة.
- بدء تشغيل مضخة ميكانيكي. في الدقيقة 10 الاولي ، تغيير صمام 3 في الاتجاه إلى وضع التخشين لتسخين النفط والإفراج عن المياه لتحسين ضخ. المضخة الاوليه تعمل وحدها حتى الضغط هو 6 × 10-2 torr.
- تغيير صمام 3-طريقه لدعم الموقف ، وتحويل مضخة الجزيئية توربو علي. بمجرد بدء تشغيل المضخة الجزيئية ، افتح صمام البوابة عند إدخال مضخة التفريغ. يبدا الترسيب عندما يصل الضغط إلى 3 × 10-6 مرات.
ملاحظه: قبل البدء في المضخة الجزيئية ، يجب ان يكون الفراغ الأساسي أفضل من 6 × 10-2 تور ، ومع ذلك ، ليس اعلي من 5 × 10-2 تور من أجل منع تلويث الغرفة مع ضخ النفط. - عندما يصل الفراغ 5 × 10-5 torr ، فتح نظام بروده المياه وتشغيل نظام التدفئة الركيزة. اضبط درجه الحرارة عند 500 درجه مئوية. زيادة درجه الحرارة ببطء ، 100 درجه مئوية كل 5 دقائق حتى تصل إلى القيمة المطلوبة.
- تعيين معلمات الغازات لاستخدامها في الترسيب: الارجون من 40 sccm والأكسجين من 3 إلى 10 sccm.
ملاحظه: تم تنويع معدل تدفق الأكسجين في كل ترسب: 3 ، 3.5 ، 4 و 10 sccm. يتفاعل الأكسجين مع النيوبيوم وتشكيل أكسيد النيوبيوم. - إدخال الارجون علي الغرفة ، وتعيين الضغط علي 5 × 10-3 تور وتردد الراديو (RF) إلى 120 W. تشغيل الترددات لاسلكيه علي ولحن باستخدام مربع مطابقه معاوقه. في حاله عدم بدء تشغيل البلازما ، وزيادة الضغط ببطء حتى تصل إلى 2 × 10-2 torr. في هذا الضغط ، يجب ان يبدا البلازما. اضبط الضغط باستخدام صمام البوابة الذي يمكن فتحه أو إغلاقه لتغيير معدل الضخ.
- الحفاظ علي البلازما في 120 W لمده 10 دقيقه لتنظيف الهدف النيوبيوم أزاله اي طبقه أكسيد الموجودة في سطحه.
ملاحظه: اثناء تنظيف الهدف ، يتم الاحتفاظ مصراع الركيزة مغلقه لحماية الركيزة من اي ترسب المواد. - إدخال الأكسجين في الغرفة ، وبعد الاستقرار ، وتعيين السلطة تردد الراديو إلى 240 W وفتح مصراع الركيزة. الترسب يبدا تعيين وقت الترسيب ليكون سمك النهائي من 100 نانومتر استنادا إلى الدراسات السابقة التي حددت معدل ترسب. النسبة لكل شرط ترسيب ، من المتوقع ان يكون معدل ترسب مختلفا ، التالي فان وقت الترسيب يختلف أيضا.
- مره واحده يتم الانتهاء من وقت الترسيب ، إغلاق مصراع علي الفور ، وتحويل RF قباله ، وإغلاق الغازات وخفض درجه حرارة الركيزة إلى درجه حرارة الغرفة.
- كما درجه حرارة الركيزة تصل إلى درجه حرارة الغرفة ، وإدخال الهواء لأعاده تاسيس الضغط المحيط وفتح الغرفة.
ملاحظه: عموما ، ياخذ النظام 4 h للوصول إلى درجه حرارة 40 درجه مئوية.
3. بناء الخلايا الشمسية
- اعداد الحلول المستخدمة لبناء الاجهزه
- الحل تيو2 لصق: مزيج 150 ملغ من تيو2 لصق في 1 مل من المياه دي. يحرك الخليط لمده يوم واحد قبل الاستخدام.
ملاحظه: الحفاظ علي تعليق التحريك حتى عندما كنت لا تستخدم للتاكد من ان التعليق هو دائما متجانسة. - اعداد محلول يوديد الرصاص (2) عن طريق خلط 420 ملغ من المترتبة2 في 1 مل من ديميثيلفورماميد لامائية. استخدام المذيبات لامائية فقط.
- اعداد يوديد ميثيل الأمونيوم (CH3nh3i) الحل عن طريق أضافه 8 ملغ من ch3nh3 i في1 مل من الكحول الايزوبروبيل (IPA).
ملاحظه: يجب ان يكون محتوي المياه في IPA اقل من 0.0005 ٪.
- الحل تيو2 لصق: مزيج 150 ملغ من تيو2 لصق في 1 مل من المياه دي. يحرك الخليط لمده يوم واحد قبل الاستخدام.
- إيداع تيو2 ميسوبوروس طبقه علي راس طبقه أكسيد النيوبيوم باستخدام المغطي تدور في 4,000 لفه في الدقيقة لمده 30 ثانيه.
- وضع الركيزة علي الفرن بعد الخطوات: 270 درجه مئوية لمده 30 دقيقه ؛ 370 درجه مئوية لمده 30 دقيقه و 500 درجه مئوية ل 1 ح. انتظر حتى يصل الفرن إلى درجه حرارة الغرفة ويزيل الركيزة.
ملاحظه: المعالجة الحرارية تتحلل الجزء العضوي من العجينة تاركه طبقه مساميه فوق الفيلم. - إيداع طبقتين من المبلغ2 علي راس ميسوبوروس2 باستخدام المغطي تدور في 6,000 لفه في الدقيقة ل 90 s وبعد كل ترسب وضع الركيزة في صفيحه ساخنه في 70 °c لمده 10 دقيقه.
ملاحظه: يجب ان يكون ترسب2 المترتبة عليها داخل صندوق القفازات مليئه النيتروجين النقي أو الارجون ومع الغلاف الجوي الخاضعة للرقابة (الماء والأكسجين < 0.1 جزء في المليون). - إيداع الحل CH3NH3I. قطره 0.3 mL من CH3NH3I الحل علي المترتبة2، والانتظار 20 ثانيه ومن ثم تدور في 4,000 rpm ل 30 s. وضع الركيزة علي صفيحه ساخنه في 100 درجه مئوية لمده 10 دقيقه.
ملاحظه: يجب ان يكون الترسيب CH3NH3I داخل صندوق القفازات. المبلغ الإجمالي لل CH3NH3يجب ان يتم إسقاط الحل بسرعة في خطوه واحده فقط. - إيداع الحل سبيرو-اومياد علي راس طبقه perovskite بواسطة الطلاء تدور في 4,000 لفه في الدقيقة لمده 30 ثانيه. اترك الركيزة في جو الأكسجين بين عشيه وضحيها.
ملاحظه: يجب ان يكون ترسب سبيرو-ميتاد داخل صندوق القفازات. بعد الترسيب ، من المهم ان تترك الركيزة بين عشيه وضحيها في جو الأكسجين من أجل أكسده سبيرو-ميتاد زيادة الموصليه. - تتبخر 70 نانومتر من الذهب الاتصال باستخدام قناع الظل بمعدل 0.2 A/s حتى يتم التوصل إلى 5 نانومتر ومن ثم زيادة معدل إلى 1 A/s.
ملاحظه: من المهم استخدام معدل بطيء في البداية لمنع انتشار الذهب من خلال الخلية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
في نظام الأخرق ، يتاثر معدل الترسب بشده بمعدل تدفق الأكسجين. ينخفض معدل الترسب عند زيادة تدفق الأكسجين. النظر إلى الظروف الحالية للمنطقة المستهدفة المستخدمة والطاقة البلازما ، لوحظ انه من 3 إلى 4 sccm هناك انخفاض معبره علي معدل ترسب ، ومع ذلك ، عندما يتم زيادة الأكسجين من 4 إلى 10 sccm يصبح اقل وضوحا. في نظام 3 sccm معدل ترسب هو 1.1 nm/ثانيه ، وانخفاض فجاه إلى 0.1 نانومتر/ثانيه ل 10 sccm كما راينا في الشكل 1.
مرحله أكسيد النيوبيوم شكلت تعتمد علي معدل تدفق الأكسجين. للتدفقات اقل من 3 sccm ، ثاني أكسيد النيوبيوم (NbO2) هي المرحلة الرئيسية التي شكلت. للتدفقات اعلي من 3.5 sccm كميه الأكسجين عاليه جدا لتنشا NbO2، بدلا من ذلك ، لوحظ Nb2O5 كالمرحلة الرئيسية (الشكل 2). تظهر الصور المجهرية الكترون (الشكل 2) جزيئات كرويه نانومتري من الأفلام المودعة في 3.5 ، 4 و 10 sccm. وعلي النقيض من ذلك ، فان الفيلم المودع في 3 sccm يظهر أوراق الجسيمات الشكل.
الأفلام المودعة من قبل اخرق رد الفعل في معدلات تدفق الأكسجين مختلفه تظهر خصائص كهربائيه مختلفه. الموصليه من الأفلام يزيد عند استخدام الأكسجين اقل ، 3 sccm أو اقل. زيادة معدل تدفق الأكسجين إلى 3.5 ، 4 و 10 sccm ، لوحظ انخفاض في الموصليه (الشكل 3ا ، ب). وهذا يمثل طريقه بسيطه وسهله لزيادة الموصليه الأفلام أكسيد عن طريق ضبط تدفق الأكسجين اثناء ترسب الفيلم.
واستخدمت الأفلام أكسيد النيوبيوم المودعة من قبل اخرق كطبقه النقل الكترون (ETL) في الخلايا الشمسية perovskite. لهذه الخلايا الشمسية ، لم يتم استخدام الفيلم المودع في 3 sccm لان الشفافية ضرورية ل ETLs. ويعتمد أداء الخلايا الشمسية أيضا علي أكسيد النيوبيوم المستخدم (الشكل 4). الخلية المصنوعة من الأفلام المودعة في 3.5 sccm لديه أفضل أداء مع اعلي الدائرة القصيرة الحالية ، وتاثير واضح من خصائص الفيلم ETL علي الأداء النهائي للخلايا.
الشكل 1: معدل ترسب كداله لمعدل تدفق الأكسجين اثناء ترسب اغشيه النيوبيوم.
صور من أكسيد الأفلام السطوح تظهر كما insets. وقد عدل هذا الرقم من فرنانديز وآخرون20. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: الصور المجهرية الكترون والاشعه السينية ديفراتوجرام من الأفلام أكسيد النيوبيوم المودعة تحت مختلف معدلات التدفق أكسجين ، 3 sccm (A) ، 3.5 sccm (B) ، 4 sccm (C) و 10 sccm (D).
ويشار إلى القمم الرئيسية NbO2 (jcpds #82-1142) و Nb2O5 (jcpds #28-317). ويشار إلى القمم الأخرى إلى FTO. وقد عدل هذا الرقم من فرنانديز وآخرون20. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: التيار مقابل الجهد من الأفلام أكسيد النيوبيوم diferent (A) ، والتوصيل المقابلة (B).
وقد عدل هذا الرقم من فرنانديز وآخرون20. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: الهندسة التخطيطية للاجهزه الخلوية الشمسية (A) ، منحنيات J-V من الخلايا الشمسية perovskites باستخدام الأفلام أكسيد النيوبيوم المودعة في معدل تدفق الأكسجين المختلفة ، 3.5 sccm (B) ، 4 sccm (C) و 10 sccm (D).
وقد عدل هذا الرقم من فرنانديز وآخرون20. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
واستخدمت الأفلام أكسيد النيوبيوم التي أعدت في هذا العمل كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite. السمة الأكثر اهميه المطلوبة لطبقه النقل الكترون هو لمنع أعاده تركيبه ، وحجب الثقوب ونقل الكترونات بكفاءة.
في هذا الصدد استخدام تقنيه اخرق رد الفعل هو مفيد لأنه ينتج الأفلام الكثيفة والمدمجة. أيضا ، كما سبق ذكره ، بالمقارنة مع سول هلام ، والطلاء بالأكسيد ، الحرارية المائية ، والكيميائية البخار ترسيب أساليب التوليف14،21،22، اخرق رد الفعل هو الأكثر ملاءمة لإيداع مساحات كبيره1 و2و14. ومع ذلك ، فهم دور المعلمات ترسب علي خصائص الفيلم هو التحدي5،15،20، وخاصه في حاله أكسيد النيوبيوم التي يمكن ان تشكل العديد من هياكل الكريستال مستقره مختلفه .
Nb يمكن العثور عليها في حاله أكسده الأشجار كما الثاني والرابع والخامس ، والتي هي السائدة في NbO ، NbO2 ، و nb2O5 المرحلة علي التوالي14. علي الرغم من ان أكسيد النيوبيوم الخماسي (Nb2O5) هو المرحلة الأكثر استقرارا ، الا ان التحكم في كميه الأكسجين في الغرفة اثناء الترسيب يمكن ان ينتج مراحل مختلفه. وهذه خطوه حاسمه وهامه تتطلب مراقبه دقيقه. في نظامنا تدفق الأكسجين من 3 sccm تفضل تشكيل NbO2. استخدام معدل تدفق الأكسجين اعلي من 3 sccm يؤدي إلى تشكيل Nb2O5.
يزيد من الأكسجين في الغرفة يؤدي إلى تلوث الأكسجين من الهدف. وهذا يؤدي إلى انخفاض في معدل ترسب الاغشيه السينمائية وتشكيل مراحل مختلفه كما هو موضح في المنشور السابق20. علي العكس من ذلك ، نقص الأكسجين في الغرفة يقلل بشكل كبير من شفافية الفيلم. إلى جانب تشكيل مراحل مختلفه ، وتغيير تدفق الأوكسجين النتائج في الأفلام مع كثافة مختلفه من الوظائف الشاغرة الأوكسجين. وهذا يؤدي إلى تغييرات كبيره في خصائص الفيلم ، علي سبيل المثال الموصليه. NbO2 يظهر الموصليه عاليه ، في حين Nb2O5 هي مرحله أكثر مقاوم. انخفاض الموصليه الكهربائية من Nb2O5 بالمقارنة مع الأفلام nbo2 ويفسر من قبل الطبيعة الكيميائية للسندات ، Nb لديه حاله تهمه من5 +، مع كل من السندات لها 4d الكترونات ل O 2p-المداري. لل Nb2O5 الأفلام (الأفلام المودعة مع 3.5 ، 4 و 10 sccm من تدفق الأكسجين) ، لوحظ اعلي الموصليه في الأفلام المودعة مع 3.5 sccm تدفق الأكسجين ، والذي يعزي إلى زيادة في الوظائف الشاغرة الأكسجين20.
الخلية المصنوعة من فيلم المودعة مع 3.5 sccm تدفق الأكسجين لديه أفضل أداء مع اعلي الدائرة القصيرة الحالية. ويرجع هذا الأداء العالي إلى التوصيل الأفضل لفيلم أكسيد النيوبيوم المراسل. كما يزيد من المقاومة للفيلم أكسيد النيوبيوم ، وتظهر الاجهزه اقل كفاءه.
ومن الواضح ان اخرق تقنيه ترسيب قويه تسمح بمراقبه أدق لمعلمات الترسب مقارنه بتقنيات الترسيب الكيميائي الأخرى. ويتمثل الحد الرئيسي لأخرق في استخدام الفراغ الفائق الارتفاع المطلوب لتجنب الملوثات ، والذي ينطوي علي فترات انتظار طويلة نسبيا لضخ الدم. ويمكن تجنب وقت الانتظار جزئيا في النظام المجهز بالغرفة السابقة ، أو نظام الضخ التفاضلي. ومع ذلك ، يسمح هذا الشرط لإنتاج الأفلام من نقاء عاليه.
وفي الختام ، فان استخدام اخرق يسمح بتشكيل الأفلام الكثيفة والمدمجة مع قياس الانحناء المتحكم به. في حالتنا ، تم تحقيق الموصليه جيده عن طريق ضبط محتوي الأكسجين في الغرفة. اخرق هو أسلوب نبني لإيداع الفيلم في مناطق واسعه لإنتاج خلايا شمسيه فعاله.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.
Acknowledgments
وأيد العمل Fundação الحماية من الاعمال الدستورية في ساو باولو (FAPESP) ، Centro de Desenvolvimento de Mmamiis Cerâmicos (CDMF-FAPESP N º 2013/07296-2, 2017/11072-3, 2013/09963-6 و 2017/18916-2). شكر خاص للأستاذ ماكسيمو سيو لي لقياسات PL.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-propanol | Merck | 67-63-0 | solvent with maximum of 0.005% H2O |
| 4-tert-butylpyridine | Sigma Aldrich | 3978-81-2 | chemical with 96% purity |
| acetonitrile | Sigma Aldrich | 75-05-8 | anhydrous solvent , 99.8% purity |
| bis(trifluoromethane)sulfonimide lithium salt | Sigma Aldrich | 90076-65-6 | chemical with ≥99.95% purity |
| chlorobenzene | Sigma Aldrich | 108-90-7 | anhydrous solvent , 99.8% purity |
| ethanol | Sigma Aldrich | 200-578-6 | solvent |
| Fluorine doped tin oxide (SnO2:F) glass substrate | Solaronix | TCO22-7/LI | substrate to deposit films |
| Kaptom tape | Usinainfo | 04227 | thermal tape used to cover the substrates |
| Kurt J Lesker magnetron sputtering system | Kurt J Lesker | ------ | Sputtering equipment used to deposit compact films |
| Lead (II) iodide | Alfa Aesar | 10101-63-0 | PbI2 salt- 99.998% purity |
| methylammonium iodide | Dyesol | 14965-49-2 | CH3NH3I salt |
| N2,N2,N2′,N2′,N7,N7,N7′,N7′-octakis (4-methoxyphenyl)-9,9′-spirobi [9H-fluorene]-2,2′,7,7′-tetramine | Sigma Aldrich | 207739-72-8 | Spiro-OMeTAD salt, 99% purity |
| Niobium target of 3” | CBMM- Brazilian Metallurgy and Mining Company | ------ | niobium sputtering target used in the sputtering system |
| N-N dimethylformamide | Merck | 68-12-2 | solvent with maximum of 0.003% H2O |
| TiO2 paste | Dyesol | DSL 30NR-D | titanium dioxide paste |
| tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III) tri[bis(trifluoromethane)sulfonimide] | Dyesol | 329768935 | FK 209 Co(III) TFSL salt |
References
- Wasa, K., Kitabatake, M., Adachi, H. Thin film materials technology : sputtering of compound materials. , William Andrew Pub. (2004).
- Kelly, P. J., Arnell, R. D. Magnetron sputtering: A review of recent developments and applications. Vacuum. 56, 159-172 (2000).
- Chen, W. -C., Peng, C. Y., Chang, L. Heteroepitaxial growth of TiN film on MgO (100) by reactive magnetron sputtering. Nanoscale Research Letters. 9, 551 (2014).
- Guo, Q. X., et al. Heteroepitaxial growth of gallium nitride on ( 1 1 1 ) GaAs substrates by radio frequency magnetron sputtering. Journal of Crystal Growth. 239, 1079-1083 (2002).
- Berg, S., Nyberg, T. Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes. Thin Solid films. (476), 215-230 (2005).
- Wong, M. S., Sproul, W. D., Chu, X., Barnett, S. A. Reactive magnetron sputter deposition of niobium nitride films. Journal Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces and Films. 11, 1528-1533 (2002).
- Zoita, C. N., Braic, L., Kiss, A., Braic, M. Characterization of NbC coatings deposited by magnetron sputtering method. Surface and Coatings Technology. 204, 2002-2005 (2010).
- Nico, C., Monteiro, T., Graça, M. P. F. Niobium oxides and niobates physical properties: Review and prospects. Progress in Materials Science. 80, 1-37 (2016).
- Aegerter, M. A., Schmitt, M., Guo, Y. Sol-gel niobium pentoxide coatings: Applications to photovoltaic energy conversion and electrochromism. International Journal of Photoenergy. 4, 1-10 (2002).
- Fernandes, S. L., et al. Hysteresis dependence on CH3NH3PbI3 deposition method in perovskite solar cells. Proceedings of SPIE - International Society for Optics and Photonics. 9936, 9936 (2016).
- Fernandes, S. L., et al. Nb2O5hole blocking layer for hysteresis-free perovskite solar cells. Materials Letters. 181, 103-107 (2016).
- Hamada, K., Murakami, N., Tsubota, T., Ohno, T. Solution-processed amorphous niobium oxide as a novel electron collection layer for inverted polymer solar cells. Chemical Physics Letters. 586, 81-84 (2013).
- Aegerter, M. a Sol-gel niobium pentoxide: A promising material for electrochromic coatings, batteries, nanocrystalline solar cells and catalysis. Solar Energy Materials and Solar Cells. 68, 401-422 (2001).
- Rani, R. A., Zoolfakar, A. S., O'Mullane, A. P., Austin, M. W., Kalantar-Zadeh, K. Thin films and nanostructures of niobium pentoxide: fundamental properties, synthesis methods and applications. Journal Materials Chemistry A. 2, 15683-15703 (2014).
- Foroughi-Abari, A., Cadien, K. C. Growth, structure and properties of sputtered niobium oxide thin films. Thin Solid Films. 519, 3068-3073 (2011).
- Numata, Y., et al. Nb-doped amorphous titanium oxide compact layer for formamidinium-based high efficiency perovskite solar cells by low-temperature fabrication. Journal Materials Chemistry A. 6, 9583-9591 (2018).
- Graça, M. P. F., Meireles, A., Nico, C., Valente, M. A. Nb2O5 nanosize powders prepared by sol-gel - Structure, morphology and dielectric properties. Journal of Alloys and Compounds. 553, 177-182 (2013).
- Kogo, A., Numata, Y., Ikegami, M., Miyasaka, T. Nb 2 O 5 Blocking Layer for High Open-circuit Voltage Perovskite Solar Cells. Chemistry Letters. 44, 829-830 (2015).
- Ueno, S., Fujihara, S. Effect of an Nb2O5 nanolayer coating on ZnO electrodes in dye-sensitized solar cells. Electrochimica Acta. 56, 2906-2913 (2011).
- Fernandes, S. L., et al. Exploring the Properties of Niobium Oxide Films for Electron Transport Layers in Perovskite Solar Cells. Frontiers in Chemistry. 7, 1-9 (2019).
- Shirani, A., et al. Tribologically enhanced self-healing of niobium oxide surfaces. Surface and Coatings Technology. 364, 273-278 (2014).
- Yan, J., et al. Nb2O5/TiO2 heterojunctions: Synthesis strategy and photocatalytic activity. Applied Catalysis B: Environmental. 152 (1), 280-288 (2014).
