Çözüm işlenen "Gümüş-bizmut-iyot" Üçlü ince filmler için kurşunsuz fotovoltaik emiciler

Bu yöntem, çevre dostu ince film güneş pilleri için çözümlenebilir gümüş-bismuth-iyot lu yarı iletkenler yapmak ve uygulamaları benimsemek hakkında anahtar soruları cevaplamak yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, mikroskobik cihaz mimarilerine sahip ince film güneş hücrelerinde kurşunsuz fotovoltaik emici olarak kullanılan gümüş-bismut-iyot çözeltisi üretimidir. Gümüş-bismut-iyot-iyot üçüncül yarı iletkenler kurşunsuz, hava-kararlı fotovoltaik emiciler çünkü bu teknik çevre dostu ince film güneş hücrelerinin üretiminde potansiyel uygulamalara sahiptir.

Kompakt titanyum dioksit katmanları için öncül çözeltihazırlamaya başlamak için, 20 mililitrelik cam şişeye 8 mililitre susuz etanol yerleştirin ve şiddetle karıştırmaya başlayın. Karıştırma etanol damla doğru titanyum ikonpropoksit 0.74 mililitre ekleyin. Ve sonra hızla konsantre hidroklorik asit 0.06 mililitre ekleyin.

Öncül çözeltiyi oluşturmak için oda sıcaklığında 12 ila 24 saat boyunca karışımı karıştırın. Sonra, 15 dakika boyunca bir inç FTO substrat tarafından çıplak bir inç sonicate 2% sulu octoxynol-9, aseton, ve isopropil alkol her. Temiz substratı bir saat boyunca 70 derecede bir fırında kurutun ve havadaki oda sıcaklığına soğumaya bırakın.

Sonra, bir spin coater chuck üzerinde substrat düzeltmek. 1 mililitre veya 3 mililitrelik şırıngayı kompakt titanyum dioksit tabakası öncül çözeltisi ile doldurun ve 0,2 nanometre şırınga filtresi takın. Çözümü küçük bir şişeye süzün.

Filtrelenmiş öncül çözeltinin 200 mikrolitresini tam olarak kapsayabilmek için substrata uygulayın. Spin kat 3000 RPM de 30 saniye için substrat. Anneal bir saat için 500 santigrat derece bir fırında film.

Sonra ısı kapatın ve genellikle yaklaşık altı saat sürer oda sıcaklığına havada substrat soğumasını bekleyin. Daha sonra, kaplamalı substrat titanyum tetraklorür sulu 0,12 molar çözeltisi batırın. 30 dakika boyunca 70 derece santigrat fırında substrat ıslatın.

Daha sonra artık titanyum tetraklorür çıkarmak için substratı deiyonize suda iyice durulayın. Bir saat için 500 santigrat derece film Anneal ve daha sonra havada oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Soğuduktan sonra, kompakt titanyum dioksit kaplı substratı daha sonra kullanmak üzere azot gazı altında saklayın.

5 mililitrelik cam şişede mezoporous titanyum dioksit nanopartikül tabakası için öncül çözelti hazırlamaya başlamak için, 0,5 gram 50 nanometre titanyum dioksit nanopartikül macunu ile 1,75 gram izopropil alkol ve 0,5 gram terpineol birleştirir. Şişeye bir karıştırma çubuğu ekleyin ve macun tamamen eriyene kadar karıştırın. Bu genellikle yaklaşık bir saat sürer.

Daha sonra, bir spin coater üzerinde kompakt titanyum dioksit kaplı FTO substrat düzeltmek ve substrat yüzeyine nanopartikül çözeltisi 200 mikrolitre uygulayın. Spin kat 30 saniye için 5000 RPM de substrat. Bir saat boyunca 500 santigrat derecede bir fırında kaplamalı substrat anneal ve oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.

Daha sonra substratı 70 derecede 70 derecede 30 dakika boyunca sulu 0,12 molar titanyum tetraklorür çözeltisi içinde ıslatın. Substratı deiyonize suyla iyice durulayın. Bir saat boyunca 500 santigrat derecede anneal ve havada oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.

Daha sonra kullanmak üzere azot gazı altında kompakt ve mezogözenyum titanyum dioksit katmanları ile kaplanmış substrat saklayın. Gümüş iodobismuthate ince filmler hazırlamaya başlamak için, gümüş dibismuth heptaiodide, düşük nem bir azot dolu torpido glovebox içinde 0.3 bismut-üç iyodür, gümüş iyodür 0.06 gram ve n-butylamine 3 mililitre birleştirir. Katılar çoğunlukla eriyene kadar karışımı şiddetle girdap, ve sonra şırınga 0,2 mikrometre politetrafloroetilen filtre ile öncül çözelti filtre.

Daha sonra, bir spin coater üzerinde istenilen substrat düzeltmek ve filtreli öncül çözelti200 mikrolitre uygulayın. Spin kat 30 saniye için 6000 RPM de substrat. Bir sıcak plaka üzerine substrat yerleştirin ve 150 santigrat dereceye ısıtın.

Anneal 30 dakika boyunca bu sıcaklıkta film ve daha sonra hızlı bir şekilde söndürmek için sıcak tabaktan çıkarın. Azot dolu bir torpido kutusunda, 10 miligram P3HT ve 1 mililitre klorobenzeni birleştirin. P3HT'yi tamamen eritmek için karışımı 50 derecede 30 dakika karıştırın ve karışımı 0,2 mikrometreLIK PTFE şırınga filtresi ile filtreleyin.

Sonra, bir spin coater üzerinde kompakt ve mesoporous titanyum dioksit gümüş dibismuth hepatiodide ile kaplı bir FTO substrat düzeltmek. 100 mikrolitre P3HT çözeltisini substrata uygulayın ve 4000 RPM veya 30 saniyede substratı spin katlayın. Anneal P3HT film sıcak bir tabak üzerinde önceden 130 derece santigrat için 10 dakika ısıtılır.

Alt tabakanın torpido durumda oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Son olarak, güneş pili üst altın temas oluşturmak için substrat üzerinde saniyede 0,5 angstroms altın 100 nanometre yatırmak için bir termal buharlaştırıcı kullanın. gümüş-bismut-iyot tersiyer ince filmler, 1:2, 1:1 ve 2:1 gümüş iyodür 2:1 molar oranları bu yöntemle üretildi.

1:2 film yaklaşık 42 derece tek bir zirve gösterdi, kübik bir yapı indiciating. 1:1 ve 2:1 filmlerinde altıgen yapıyı gösteren pik bölme gözlendi. 1:2 film, 2:1'den daha uzun dalga boylarını emdi.

Ayrıca, 1:2 film 2:1 film üzerinde aşırı gümüş iyodür parçacıkları gözlenen ise büyük taneleri ile pürüzsüz bir yüzeye sahipti. 1:2 film böylece daha fazla çalışma için seçildi. X-ışını kırınımı, 1:2 filminin kübik fazda tamamen kristalleşmesi için 150 santigrat derecelik bir sıcaklık gerektiğini gösterdi.

Film en az 10 gün havada sabit kaldı. FTIR spektroskopileri, artık n-butilamine'nin düşük tavlama sıcaklıklarında bizmut-3 iyodür ve gümüş iyodüre kadar zayıf bir şekilde karmaşık kaldığını ve gümüş-bizmut-iyot yapı taşlarının oluşumunu baskıladığını ileri sürmüştür. Taneler, annelik sıcaklığı arttıkça daha büyük ve daha yoğun bir şekilde paketlenmiş hale geldi.

150 santigrat derecede annealed filmler de güneş pilleri kullanmak için en uygun emme özellikleri vardı. Genel olarak, gümüş dibismuth heptaiodide film 150 santigrat derece annealed güneş pili kullanımı için uygun enerjik özellikleri gösterdi. Bu teknik, çözümlenebilir ince film güneş pilleri araştırmacılar için daha fazla kurşunsuz ve hava kararlı ince film güneş hücreleri gibi uygulamalarda gümüş-bismuth-iyot üçlü yarı iletkenler için metodolojiler geliştirmek için önünü açar.

Bu prosedürü denerken, gümüş-bizmut-iyot öncül çözeltisi ile substrat ı kaplamak için %20'nin altında kontrollü nem kullanmak isteyebilirsiniz. Öncül çözeltiyi %30 nemde veya üzerinde döndürürseniz, son derece reaktif ve fotoğraf nedeniyle sarımsı bir şekilde görürsünüz Eğer spin kaplamadaki nemi kontrol edemiyorsanız, öncül çözeltiyi N dolgulu bir eldiven kutusunda çevirebilirsiniz. Ancak, bu yapıldıktan sonra tamamen eldiven kutusu temizlemek gerektiğini unutmayın.