Fotovoltaik uygulamalar için tüm inorganik Halide Perovskite mürekkepler baskı mürekkep püskürtmeli

Bu tekniğin başlıca avantajları, büyük alan birikimi, hızlı prototipleme ve tasarım baskı için uygun olmasıdır, bu da rulo-rulo üretim için yüksek potansiyel emaresini göstermektedir. Bu sistem inorganik fotovoltaik içine fikir sağlayabilir rağmen aynı zamanda organik fotovoltaik veya biyofizik gibi diğer sistemlere uygulanabilir. Kimyasal sentez prosedürünü gösteren Mason McCormick, Sinitsky laboratuvarından bir lisans öğrencisi olacak.

Bir baskı prosedürü Dylan Richmond tarafından Ilie laboratuvarından gösterilecek. Sezyum oleat öncül hazırlamak için 0.203 sezyum karbonat gram 10 mililitre oktavezen ve oleik asit 1.025 mililitre üç boyun yuvarlak alt şişe içeren 2.54 santimetre manyetik karıştırma çubuğu ekleyin. Bir kauçuk septum ile yuvarlak alt şişenin boyunlarından birine bir termometre yerleştirin.

Daha sonra, yuvarlak alt şişenin kalan boyunlarından birine kauçuk bir septum yerleştirin ve üçüncü boynu Schlenk hattı üzerinden azot gazı hattına takın. Karışımı azot atmosferinin altına yerleştirin. Sezyum karbonat tamamen eriyene kadar saniyede 399 milimetre karıştırma hızında sürekli karıştırma ile karışımı 150 dereceye ısıtın.

Bunu takiben sezyum oleatının yağış ve ayrışmasını önlemek ve saniyede 399 milimetre karıştırma hızıyla karıştırmaya devam etmek için sıcaklığı 100 dereceye düşürün. Oleylamin kurşun bromür öncüsü hazırlamak için 1.35 milimol kurşun bromür 37.5 mililitre sekizdere 7.5 mililitre oleik asit ekleyin ve 3.75 mililitre oleik asit manyetik bir karıştırma çubuğu içeren üç boyun yuvarlak alt şişe. Sonraki yuvarlak alt şişe nin boyunlarından birine bir termometre yerleştirin ve polimer film ile mühür.

Yuvarlak alt şişenin kalan boyunlarından birine kauçuk bir septum yerleştirin ve üçüncü boynu Schlenk hattı üzerinden azot gazı hattına takın. Karışımı azot atmosferinin altına yerleştirin. Kurşun bromür tamamen eriyene kadar saniyede 599 milimetre karıştırma hızında sürekli karıştırma ile karışımı 100 dereceye ısıtın.

Şimdi, sürekli karıştırma ile 170 derecesi karışımı ısı ve sıcaklık 170 santigrat derece ulaştığında koyu sarı renk değişikliği gözlemlemek. 170 santigrat derecede karıştırmaya devam edin. 10 santimetre uzunluğunda 18 gauge iğne ekstresi 1.375 üç boyun yuvarlak alt şişe den sezyum oleat öncüsü mililitre ile iki mililitrecam şırınga kullanma.

Hızlı bir şekilde oleylamin kurşun bromür öncüsü içeren üç boyun yuvarlak alt şişe içine bu öncüenjekte. Beş saniye bekledikten sonra ısı üç boyun yuvarlak alt şişe kaldırmak ve bir buz su banyosu batırın. Üç boyun yuvarlak alt şişedeki çözeltiyi eşit olarak iki test tüpüne ayırın.

Supernatant çözeltilerin her birine 25 mililitre aseton ekleyin. Daha sonra, 2431.65G'de bir santrifüj kullanarak kuantum noktalarını oda sıcaklığında beş dakika ayırın. Şimdi ayrılmış kuantum noktalarını 10 ila 25 mililitre sikloheksane halinde çözün.

Mürekkeplerin istenilen konuma yazdırDığından emin olmak için diskin kenarına düz bir çizgi çizin ve CD disk tepsisine devam edin. İstenilen substratı diske yazdırılan mürekkep görüntülerinin üzerine yerleştirin ve çift taraflı bant gibi bir yapıştırıcı kullanarak diske takın. Mürekkep kartuşları doldurmadan önce, mürekkebin dökülmesini önlemek için turuncu kapağın mürekkep kartuşu altına doğru şekilde yerleştirilmesini sağlayın.

Bir pipet kullanarak hazırlanan kuantum nokta mürekçesini mürekkep kartuşunun üstüne enjekte edin. Kartuş istenilen miktarda mürekkep le doldurulduktan sonra üst kısmı kauçuk septumla takın ve turuncu kapağı dikkatlice çıkarın. Daha sonra mürekkep kartuşu yazıcı nın başına yerleştirin ve yerine yapışdığından emin olun.

Ardından, bir sonraki adıma geçmeden önce kalan kartuşları ekleyin. Bu noktada yazıcı disk tepsisini kabul eder ve perovskitleri alt katmana yazdırır. Yazdırma dan sonra mürekkeplerin aslında tıkanma yaygın bir sorun olduğu gibi alt tabaka üzerine yazdırılmış olup olmadığını kontrol edin.

Son olarak baskıbaşarılı olup olmadığını kontrol etmek için substrat üzerinde bir UV lamba tutun ve bir Parlak film gözlenir. Sentezlenen inorganik perovskitlerin karakterizasyonu kristal yapısını doğrulamak için hayati önem taşımaktadır. X Işını'nın kırılma sonuçları, bu protokol kullanılarak hazırlanan kristalsinse sezyum kurşun bromür kuantum nokta mürekkeplerinin mürekkep püskürtme li baskı işleminden sonra ortohombik oda sıcaklığında perovskit yapısını koruduğunu göstermektedir.

Bu inorganik perovskit kuantum noktalarının optik özelliklerinin kuantum nokta boyutuna ve inorganik ve halit atomlarının stokiyometrisine duyarlı olduğu bilinmektedir. Sezyum kurşun bromür için fotolüminesans profili 520 nanometre civarında bir tepe gösterir ve optik emme profili 440 nanometre civarında bir eksitonik tepe gösterir. Burada gösterildiği gibi karanlık ve ışık koşullarında basılı filmler için akım gerilimi ve kondansatör gerilim ölçümleri alınmıştır.

Aydınlatma altında ölçülen tür doğrusal arttı ve filmlerin fotoaktif olduğunu gösterir. Filmler, hiçbir aydınlatma mevcut olduğunda karanlık koşullar altında çok düşük kapasitans sergiler. Burada görüldüğü gibi.

Işık aydınlatması altında sıfır önyargı ölçülen kapasitans artar ve filmlerin fotoaktif olduğunun başka bir göstergesidir. Bu yordamı çalışırken hem yazıcı kafası hem de contaları mümkün olduğunca temiz tutmayı unutmamak gerekir. Bu sonuçta başarılı baskı dikte edecektir.

Bu işlemin ardından sonda mikroskobu ve zaman çözümlü lüminesans gibi diğer yöntemler yüzey sonlandırma ve yüzey morfolojisi nedir ve eksitron rekombinasyon dinamiği nedir gibi ek soruları cevaplamak için yapılabilir. Bu teknik geliştirildikten sonra kimya, fizik ve malzeme bilimi alanlarındaki araştırmacıların organik ve inorganik yarı iletken malzemelerden ve ilgili cihaz arayüzlerinden oluşan rulodan ruloya hazır, fotovoltaik sistemleri keşfetmelerinin yolunu açmıştır. Nebraska-Lincoln Üniversitesi'ndeki üst düzey inorganik kimya laboratuvarı kursunda öğrencilere kalikal sentez ve kuantum boyutu ndan fotovoltaik ve yenilenebilir enerjiye kadar çeşitli önemli kavramları tanıtmak için bu teknik büyük bir eğitim aracı olarak ortaya çıktı.

Kurşun bazlı ürünler ve heksan, sikloheksan veya aseton gibi çözücüler ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken uygun koruyucu giysi ve uygun havalandırma gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.