Name: CH tek değerlikli katyon doping 3 NH 3 PBI 3 Verimli Perovskit Güneş Pilleri için (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 30 s
Description: Öğrenin tek değerlikli katyon katkılandırma yöntemiyle perovskit güneş pillerinin optoelektronik özelliklerini nasıl artıracağınızı. Bu teknik, yüksek verimli fotovoltaik cihazlar üretmek için yarı iletken kalitesini ve yük taşınımını iyileştirir.

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

Doktora Burs M. Abdi-Jalebi teşekkür Nava Teknoloji Limited. MI Dar ve M.Grätzel Bilim ve Teknoloji King Abdulaziz City (KACST) ve mali destek için İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (SNSF) teşekkür ederim. Yazarlar XPS ölçümleri gerçekleştirmek için Moleküler Dr. Pierre Mettraux ve Hibrid Malzeme Karakterizasyonu Merkezi, EPFL teşekkür etmek istiyorum. A.Sadhanala minnetle Hint-UK APEX projeden maddi destek kabul eder. SP Senanayak Newton Bursu için Royal Society Londra kabul eder. RH Arkadaş, M. Abdi-Jalebi ve A. Sadhanala EPSRC destek kabul etmek istiyorum.

1. sentezi ve Saf ve Katkı tabanlı CH 3 birikmesi, NH 3 PBI 3 NOT: Tüm çözümler nem ve oksijen kontrollü koşullar altında bir argon eldiven kutusunun içinde hazırlanmıştır (H 2 O seviye: &lt;1 ppm ve O 2 düzeyi: &lt;10 ppm). <ol><li> 80 ° C&#39;de sabit karıştırma altında, N, N-dimetilformamid (DMF) 1 mL PBI 2 553 mg (1.2 M) içinde çözülür. </li><li> PBI 2 çözeltisine tek değerli bir katyondur halojenürlerin 0.02 M ekleyin. </li><li> Spin-kaplama 4000 rpm&#39;lik bir rampa ile 6500 rpm&#39;de 30 saniye için alt-tabaka (örneğin, gözenekli-TiO2) üzerinde elde edilen sarı, saydam bir çözelti. </li><li> 30 dakika boyunca 80 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde film pişirilir. </li><li> 5 mL izopropanol içinde metilamonyum iyodür (MAI), 40 mg eritin. </li><li> Spin-kaplama, iki aşamalı bir protoc Oluşan talebi iyodid filmleri üzerine MAI çözeltisi yeterli miktardayükleme süresi 45 sn içeren ol 4,000 rpm&#39;de iplik 20 saniye izledi. </li><li> 45 dakika boyunca 100 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde eğirme ile kaplanmış perovskit filmler yeniden birleşir. </li></ol> 2. Güneş Pili Üretimi <ol><li> Yüzey hazırlığı <ol><li> Kalıp, flüor katkılı kalay oksit (FTO) kaplı bir cam. <ol><li> Yarı saydam yapışkan bant ile FTO cam aktif alanı kapsayacak. </li><li> FTO substratların ortaya çıkarılan alanlarda çinko (Zn) toz dökün. </li><li> damıtılmış su içinde hidroklorik asit 2 M (HCI) hazırlayın. </li><li> Zn tozu ile kaplıdır FTO cam parçası üzerine HCI solüsyonu dökülür. </li><li> Su ile FTO yıkayın ve bandı çıkarın. </li></ol></li><li> substratlar Temizleme <ol><li> deterjan (ağ / hac)% 2 ile FTO cam yıkayın. </li><li> 10 dakika boyunca aseton ve izopropanol (IPA) kazınmış FTO substratlar sonikasyon. </li><li> Bir ultrav ile FTO yüzeylerde tedaviiolet / O 3 15 dakika süreyle temizleyici. </li></ol></li></ol></li><li> Bir delik bloke tabakanın uygulanması <ol><li> IPA 7 mL titanyum diisopropoxide bis (asetilasetonat) (TAA), 0.6 mL ekleyin. </li><li> 450 ° C&#39;de bir ocak temizlenmeli ve desenli FTO yüzeyler koyun ve ısıtma önce temas alanını kapsar. </li><li> Piroliz taşıyıcı gaz olarak O 2 kullanılarak ortaya çıkarılan alan üzerine TAA çözümü püskürtün. </li><li> 30 dakika boyunca 450 ° C &#39;de numuneler bırakın. </li></ol></li><li> Bir elektron taşıma katmanının Biriktirme <ol><li> (: 7 ağırlık oranı 2), etanol ticari TiO2 macun (30 nm partikül boyutu) seyreltin. </li><li> 30 dakika boyunca sonike ile TiO2 seyreltme homojenize edilir. </li><li> Spin-ceket 2.000 rpm bir rampa ile 5000 rpm&#39;de 30 sn için kompakt TiO2 katmanları ile hazırlanan numunelerin üzerine titanyum seyreltme. </li><li> 30 dakika süre ile 500 ° C &#39;de titanya filmler tavlanmasıMin. </li><li> 20 dakika boyunca 70 ° C&#39;de damıtılmış su içinde TiCl4 bir 40 mM çözelti elde gözenekli TiO2 filmler tedavi edin. </li><li> 450 at TiCI4 enjekte edilmiş filmler tavlama 30 dakika ° C. </li></ol></li><li> Perovskit tabakanın uygulanması Not: titanya tabakaları ile FTO substratlar işlem sürecinin geri kalanı için &lt;% 1 bir nem kuru hava kutusuna aktarılmıştır. <ol><li> Spin-kaplama 4000 rpm&#39;lik bir rampa ile 6500 rpm&#39;de 30 saniye boyunca gözenekli TiO 2 üzerine (takviyelerle olmadan) hazırlanan kurşun iyodür çözümler. </li><li> 30 dakika boyunca 80 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde film pişirilir. </li><li> Spin-kaplama 2,000 rpm&#39;de bir rampa ile 4,000 rpm&#39;de 20 saniye için iplik ardından yükleme süresi 45 sn içeren bir iki-aşamalı bir protokol kullanarak elde edilen talebi iyodid filmler halinde MAI çözeltisi yeterli miktarda. </li><li> Bir hotpla spin kaplı Perovskite filmler tavlama45 dakika boyunca 100 ° C &#39;de te. </li></ol></li><li> Delik taşıma katmanı birikmesi <ol><li> klorobenzen 1 ml spiro-OMeTAD 72.3 mg ekleyin ve çözüm şeffaf hale gelinceye kadar çalkalayın. </li><li> asetonitril LiTFSI 520 mg ekleyerek bis (trifluorometilsülfonil) imit (LiTFSI) içindeki bir stok çözeltisi yapın. </li><li> LiTFSI stok çözeltisi 17.5 uL ve spiro-OMeTAD çözeltisine 4-tert -butylpyridine (TBP) &#39;nin 28.8 uL ekleyin. </li><li> 2000 rpm&#39;lik bir rampa ile 4,000 rpm&#39;de 30 saniye için yukarıda çözelti-kaplama dönerler. </li></ol></li><li> Üst temas Termal buharlaşma <ol><li> örnekleri Maske ve evaporatör vakum odasına koyun. </li><li> 0.01 nm / s &#39;lik bir oranda altın 80 Nm buharlaştırın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Polman, A., Knight, M., Garnett, E. C., Ehrler, B., Sinke, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photovoltaic+materials+-+present+efficiencies+and+future+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Photovoltaic materials - present efficiencies and future challenges.</a> Science. 352, 307(2016).</li>
<li>Green, M. A., Ho-Baillie, A., Snaith, H. J. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v8/n7/full/nphoton.2014.134.html">The emergence of perovskite solar cells.</a> Nat. Photonics. 8 (7), 506-514 (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 (5), 391-402 (2015).</li>
<li>Snaith, H. H. J. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz4020162">Perovskites: The Emergence of a New Era for Low-Cost, High-Efficiency Solar Cells.</a> The J. Phys. Chem. Lett. 4 (21), 3623-3630 (2013).</li>
<li>Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organometal+halide+perovskites+as+visible-light+sensitizers+for+photovoltaic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (17), 6050-6051 (2009).</li>
<li>Kim, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lead+iodide+perovskite+sensitized+all-solid-state+submicron+thin+film+mesoscopic+solar+cell+with+efficiency+exceeding+9%25%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+rep%22%5BJournal%5D)">Lead iodide perovskite sensitized all-solid-state submicron thin film mesoscopic solar cell with efficiency exceeding 9%.</a> Sci. rep. 2, 591(2012).</li>
<li>Jeon, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compositional+engineering+of+perovskite+materials+for+high-performance+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Compositional engineering of perovskite materials for high-performance solar cells.</a> Nature. 517 (7535), 476-480 (2014).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+vacuum+flash-assisted+solution+process+for+high-efficiency+large-area+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A vacuum flash-assisted solution process for high-efficiency large-area perovskite solar cells.</a> Science. 353 (6294), 58-62 (2016).</li>
<li>Manser, J. S., Kamat, P. V. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v8/n9/full/nphoton.2014.171.html">Band filling with free charge carriers in organometal halide perovskites.</a> Nat. Photonics. 8 (9), 737-743 (2014).</li>
<li>Xing, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-Range+Balanced+Electron-+and+Hole-Transport+Lengths+in+Organic-Inorganic+CH3NH3PbI3%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Long-Range Balanced Electron- and Hole-Transport Lengths in Organic-Inorganic CH3NH3PbI3.</a> Science. 342 (6156), 344-347 (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>Pazos-Outon, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+recycling+in+lead+iodide+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Photon recycling in lead iodide perovskite solar cells.</a> Science. 351 (6280), 1430-1433 (2016).</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 (6), (2016).</li>
<li>Pellet, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixed-organic-cation+perovskite+photovoltaics+for+enhanced+solar-light+harvesting%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chemie+-+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Mixed-organic-cation perovskite photovoltaics for enhanced solar-light harvesting.</a> Angew. Chemie - Int. Ed. 53 (12), 3151-3157 (2014).</li>
<li>Hao, F., Stoumpos, C. C., Chang, R. P. H., Kanatzidis, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalous+band+gap+behavior+in+mixed+Sn+and+Pb+perovskites+enables+broadening+of+absorption+spectrum+in+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Anomalous band gap behavior in mixed Sn and Pb perovskites enables broadening of absorption spectrum in solar cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (22), 8094-8099 (2014).</li>
<li>Dar, M. I., Abdi-Jalebi, M., Arora, N., Grätzel, M., Nazeeruddin, M. K. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201501358/abstract">Growth Engineering of CH 3 NH 3 PbI 3 Structures for High-Efficiency Solar Cells.</a> Adv. Energy Mater. 6 (2), 1501358(2016).</li>
<li>Ibrahim Dar, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+the+Impact+of+Bromide+on+the+Photovoltaic+Performance+of+CH3+NH3+PbI3+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Understanding the Impact of Bromide on the Photovoltaic Performance of CH3 NH3 PbI3 Solar Cells.</a> Adv. Mater. 27 (44), 7221-7228 (2015).</li>
<li>Abdi-Jalebi, M., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201502472/full">Impact of Monovalent Cation Halide Additives on the Structural and Optoelectronic Properties of CH 3 NH 3 PbI 3 Perovskite.</a> Adv. Energy Mater. 6 (10), 1502472(2016).</li>
<li>Yin, W. J., Shi, T., Yan, Y. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4864778">Unusual defect physics in CH3NH3PbI3 perovskite solar cell absorber.</a> Appl. Phys. Lett. 104 (6), 063903/1-063903/4 (2014).</li>
<li>Agiorgousis, M. L., Sun, Y. Y., Zeng, H., Zhang, S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja5079305">Strong Covalency-Induced Recombination Centers in Perovskite Solar Cell Material CH 3 NH 3 PbI 3.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (41), 14570-14575 (2014).</li>
<li>Andaji Garmaroudi, Z., Abdi-Jalebi, M., Mohammadi, M. R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/RA/C6RA13273A">A facile low temperature route to deposit TiO2 scattering layer for efficient dye-sensitized solar cells.</a> RSC Adv. 6 (75), (2016).</li>
<li>Abdi-Jalebi, M., Mohammadi, M. R., Fray, D. J. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10876-014-0687-3">Double-Layer TiO2 Electrodes with Controlled Phase Composition and Morphology for Efficient Light Management in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. of Clust. Sci. 25 (4), 1029-1045 (2014).</li>
<li>Abdi-Jalebi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+a+Mesoporous+Titania-Perovskite+Interface+on+the+Performance+of+Hybrid+Organic-Inorganic+Perovskite+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22The+J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Impact of a Mesoporous Titania-Perovskite Interface on the Performance of Hybrid Organic-Inorganic Perovskite Solar Cells.</a> The J. Phys. Chem. Lett. 7 (16), 3264-3269 (2016).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Mezoskopik perovskit güneş hücreleri tipik bir mimari malzemeleri, bir dizi dönel kaplı iletken bir alt-tabaka ve bir termal olarak buharlaştırıldı metal kontağa (Şekil 1) arasında olan, bu çalışma bölgesi kullanılmıştır. Gözenekli TiO2 tabakalar yüzey tuzakları pasifleştirme ve elektron aktarım katmanı ve soğurucu malzeme 21, 22 arasındaki arabirim artırdığı bildirilmiştir TiCl4 ile muamele edildi. perovskit tabaka daha sonra ardışık iki aşamalı yerleştirme tekniği kullanılarak kaplanmıştır. İkinci aşamada, izotop öne halid tam dönüşümü yüksek ışık emme 16, 17 elde etmek için gerekli olduğunu ve tek değerli katyon halojenür katkı maddeleri (örneğin, Nal ve CuBr) tam bir dönüşüme neden olduğunu göstermiştir. Ayrıca, gözenekli titanyum tabakasının tam kapsama wperovskitin ith aşırı tabakasının delik taşıma katmanı (örneğin, Spiro OMETAD) ve elektron taşıma katmanı (örneğin, gözenekli TiO2) 23 arasındaki potansiyel rekombinasyon ortadan kaldırmak için hayati önem taşımaktadır. Biz tek değerlikli katyon halojenürler (örneğin, Cul ve AGI) eklenerek cihaz için daha yüksek bir açık devre gerilimine yol açar Perovskite kapatma tabakasının yüzey kaplama artırabilir resimli. Bizim yöntemin en önemli avantajı biz ücretleri yoğunluğunu, şarj taşıma ve emici tabakanın iletkenliği artırmak için CH 3 NH 3 PBI 3 yapıya tek değerlikli katyonların dahil doping adımdır. Bir önceki bölümde belirtildiği gibi, yukarıda belirtilen güçlendiriciler önemli ölçüde elektron ve delik hareketlilik hem gelişmiş. Buna ek olarak, hem de perovski enerjik bozuklukta yük iletimi aktivasyon enerjisi dikkate değer bir azalmate filmi, tek değerli bir katyondur katkılama ile elde edilmiştir. Bu çalışmada, bir güneş pili yapısı perovskit mezoskopik bir emici tabaka olarak CH3 NH3 PBI 3 katkı yapılmasını mümkün bir yöntem gösterilmiştir. Monovalan katyon halojenürler fotovoltaik performansını artırmak amacıyla ayarlamak için CH 3 NH 3 PBI 3 Perovskite filmi, morfolojik optik ve elektriksel özellikleri kullanılmıştır. Bu nedenle, PBI 3 NH3 CH3 ardışık iki aşamalı birikimi talebi kaynak Pb 2+ benzer iyonik yarıçapına sahiptir, üç farklı, tek değerlikli katyonlar (örneğin, Na +, Cu +, Ag +), dahil . Bunun bir sonucu olarak, CH3 NH3 PBI 3 yapısal ve optoelektronik özelliklerinde belirgin bir gelişme imal edilmiş güneş pilleri için daha yüksek PCE&#39;lerde yol açan bu katkı maddeleri varlığında meydana geldi. Bu nedenle, bizim iş hidaha perovskit ince filmlerin elektronik kalitesini artırmak amacıyla perovskit güneş hücreleri (örneğin, düzlemsel mimarisi) tüm diğer düzenekler de kullanılabilir, bir emici katman olarak CH3 NH3 PBI 3 doping için kolay bir yol ghlights. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/260187: Bu kağıdı temel veri mevcuttur.

Şu anda, dünyanın enerji ihtiyacının (yani,% 85) baskın kısmı küresel ısınmaya kolaylaştırır ve çevremize 1 zararlı etkileri vardır petrol, kömür ve doğal gaz yanması, tarafından besleniyor. Bu nedenle, enerji CO2 Tarafsızım kaynağa geliştirilmesi büyük ilgi konusudur. Fotovoltaik (PV) bu gereksinimi karşılamak için ideal bir enerji dönüşüm sürecidir. Ancak, maliyet ve verimlilik, PV teknolojisinin geniş benimsenmesine başlıca engeller olarak, geliştirilmesi gerekmektedir. Böyle Perovskite güneş pilleri (PSC) gibi yeni malzemeler, dayalı PV teknolojileri Yükselen, daha düşük maliyetle ve daha fazla verimlilik kombinasyonu var. Bu, silikon tabanlı meslektaşları 2, 3 göre ucuz ve kolay hazır yanı sıra ile hızlı malzeme ve düşük enerjili işleme yollarının kullanılması ile elde edilir4. 22&#39;den fazla% 3.8 den% güç dönüşüm verimliliği (PCE) &#39;de olağanüstü bir gelişme, PV mimarisi 5, 6, 7, 8 yılında ilk ortaya çıktığı tarihten itibaren hibrid organik-inorganik kurşun halide perovskitin için rapor edilmiştir. Böyle bir üstün performans son derece keskin bant kenarı ile güçlü ışık emilimi kaynaklanan, çok düşük enerjik bozukluk, kolayca büyük difüzyon uzunlukları ile serbest taşıyıcılar içine ayırmak zayıf bağlı eksitonlar ve melez organik-inorganik foton geri dönüşüm özelliği 9, 10, 11, 12 perovskit talebi halid. Bu malzemeler ABX 3 kristalleri oluşturmak üzere organik halid ve metal halide tuzları kristalize olan Perovskite aile içinde kategorize edilir </sub&gt; X, bir anyondur yapısı ve A ve B, farklı boyutlarda katyonları (bir B daha büyük olmak üzere) vardır. Bir site için bildirilen katyonlar metilamonyum (MA), formamidinium (FA) ve sezyum (Cs) arasında; Bu katyonlar bir kombinasyonu 14, yüksek performans 13 göstermektedir. Bundan başka, B sitesinde iki değerlikli katyon ana aday kalay ile ikame edilmiş olabilir kurşun, olduğu; bandaralıklı başarıyla-kırmızı kaymıştır 15 Perovskite karışık bir kurşun-kalay içinde 1000&#39;den fazla nm olabilir. Iyodür (I) &#39;in bromid (Br) oluşan bir karışım asil 16, 17 olarak tanıtılmıştır burada Benzer şekilde, X-Alanı işgalcilere yaygın olarak incelenmiştir. Nedenle, kimyasal kompozisyonu değiştirerek perovskitteki yapısal, morfolojik ve optoelektronik özellikleri işlemek için son derece makuldür. Rağmen bu gelişmiş crystalline kalitesi ve perovskit filmin makroskopik tekdüzelik verimli cihazlar 18 ulaşmak için kilit parametreler, polikristal etki, kökeni ve perovskit emiciler elektronik kusurların rolü ve şarj toplama katmanları rolü üzerine arasındaki sınırların etkisi Perovskite güneş pillerinde kayıp işlemleri henüz tam olarak anlaşılmış değildir. Perovskite yapıda elektronik kusurları doğası ile ilgili olarak, ya da iletim ve değerlik bantlarında devletlerin sürekliliği içinde çok yakın olan devletler, neden böyle ben veya Pb boş olarak kusurları, birçok rapor edildiği fotovoltaik cihazların 19 üzerinde olumsuz bir elektronik etkiye sahip olabilir. Buna ek olarak, kurşun katyonları ve perovskit düzlemde iyodid anyon arasında güçlü bir kovalent bağ etkileşimi iç kusurlar varlığına yol (örneğin, Pb dimerler ve trimerler I koordine altında), creat hangicihazın 20 çalışması sırasında şarj rekombinasyon merkezleri olarak hareket bant kenarı içinde e siteleri. Burada, katkılama CH3 etkisini araştırmak NH3 PBI, Na +, Cu +, Ag +, Pb 2+ daha düşük valanslı metal iyonları da dahil olmak üzere tek-değerli katyon halojenürler 3 perovskit. Bu nedenle, ön-madde perovskit çözeltisi içine halide bazlı tuzlarının bir rasyonel bir miktarda (örneğin, Nal, CuBr, Cul ve AGI) ilave edilerek, bu katyonları içerirler. Kristal muhtemel olan bu katyonlar Pb 2+ benzer iyonik yarıçapları, bu yüzden yer değiştirilmesi doping var. Biz, bu katyonların mevcudiyeti güçlü morfolojisi ve perovskit tabakasının kapsama hem etki göstermiştir. Buna ek olarak, bu katyonlar (örneğin, Na +, Ag +) varlığı X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve significan ile teyit edilmiştirperovskitin Fermi düzeyindeki t değişikliği Kelvin prob kuvvet mikroskobu (KPFM) ile ölçüldü. sırayla yatırılır Perovskite güneş pilleri içine bu katyonlar birleşmeyle, biz (% 15.6% 14 karşılaştırmak) PSC fotovoltaik verimliliğinde bir iyileşme sağlanmıştır. Nedenle, yük taşıma en üst düzeye çıkarmak ve en yüksek PV performansa ulaşmak için yüzey tuzakları pasifleştiren güneş enerjisi hücresi mimarisinde soğurucu katman (örneğin, perovskit) yapısal ve optoelektronik özellikleri artırmak için esastır.

<table><tbody><tr><td>Flor katkılı Kalay Oksit (FTO) kaplı cam</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>735264-1EA</td><td>Rezistivite ve asimp; 13 &Omega;/sq</td></tr><tr><td>Çinko tozu</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>96454</td><td>Molekül Ağırlığı 65.39&nbsp;</td></tr><tr><td>Hidroklorik asit&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>84415</td><td>&GE; 37 wt. %</td></tr><tr><td>Hellmanex deterjan&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>Z805939-1 litre</td><td>/ 1 litre / nbsp;</td></tr><tr><td>Titanyum diizopropoksit bis (asetilasetonat) &nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>325252</td><td>75&nbsp; wt. izopropanol Titania</td></tr><tr><td>Yapıştır</td><td>DYESOL</td><td>MS002300</td><td>30 NR-D Şeffaf Titania Macunu</td></tr><tr><td>Kurşun (II) iyodür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>211168</td><td>ağırlıkça %99</td></tr> <tr><td> N, N-Dimetilformamid ve nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>437573</td><td>ACS reaktifi, & ge; % 99,8</td></tr> <tr><td>Metilamonyum iyodür</td><td>DYESOL</td><td>MS101000</td><td>Tozu&nbsp;</td></tr><tr><td>SpiroMeOTAD</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>792071</td><td>%99 (HPLC)</td></tr> <tr><td>Bis (triflorometan) sülfonimid lityum tuzu</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>544094</td><td>%99,95 eser metal bazında&nbsp;</td></tr><tr><td>4- tert-Butilpiridin</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>142379</td><td>Saflık: % 96</td></tr> <tr><td>Klorobenzen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>284513</td><td>susuz,% 99.8</td></tr> <tr><td>2-Propanol (IPA)</td> <td>Sigma-Aldrich ve nbsp;</td><td>278475</td><td>susuz, %99,5&nbsp;</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>2860</td><td>mutlak alkol, katkı maddesi olmadan, > %99,8</td></tr></tbody></table>

ch tek değerlikli katyon doping<sub&gt; 3</sub&gt; nh<sub&gt; 3</sub&gt; pbi<sub&gt; 3</sub&gt; verimli perovskit güneş pilleri için

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Burada, optik, Eksitonik ayarlamak için ve elektriksel özellikler CH3 NH3 PBI 3 perovskit olarak tek değerli bir katyondur katkıların ilave göstermektedir. Doping olasılığı Cu +, Na +, Ag + gibi Pb 2+ benzer iyonik yarıçapları, tek değerli bir katyondur halojenürler eklenerek araştırılmıştır. Fermi düzeyindeki bir değişim ve izotop düşük enerjik bozukluğu ile birlikte alt bandaralıklı optik soğurma dikkate değer bir azalma, elde edilmiştir. Toplu delik hareketlilik ve katkı esaslı Perovskite cihaz içinde nakil aktivasyon enerjisinin önemli bir azalma bir emir-of-büyüklük geliştirme elde edildi. Bu katyonların mevcudiyetinde bahsedilen geliştirilmiş özelliklere izdiham perovskit güneş hücresinin fotovoltaik parametreleri bir donanım yol açmıştır. AGI açık devre gerilimi 70 mV artış ve 2 mA / cm 2 impNaI- ve CuBr bazlı güneş hücreleri için fotoakım yoğunluğunda yönelik iyileştirme bozulmamış cihaza göre elde edilmiştir. Çalışmalarımız CH 3 NH 3 PBI 3 perovskitin ve sonraki cihazların optoelektronik kalitesinde daha iyileştirmeler için önünü açıyor. Bu kristalleşme içinde takviye kirliliklerin rolü üzerine araştırmalar için yeni bir yol vurgular ve Perovskite yapılarda elektronik kusur yoğunluğunu kontrol eder.

Saha emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM) fabrikasyon Perovskite güneş hücreleri hem kesitsel görüntüler kaydetmek için (Şekil 1) ve yatırılan PBI 2 ve CH 3 NH 3 PBI 3 filmlerin üstten görünüm görüntülerini (Şekil 2) kullanıldı. X-ışını difraksiyonu (XRD) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) perovskit filmlerin yapısal özelliklerini karakterize etmek için kullanıldı (Şekil 3 ve 4). Fototermal saptırma Spektroskopisi (PDS) Kelvin prob kuvvet mikroskopisi (KPFM) (Şekil 5 ve 6), sırasıyla perovskit filmler, optik ve elektriksel özelliklere araştırmak için kullanıldı. Ayrıca, uzay yükü sınırlı akım (KHAK) dayalı sıcaklığa bağlı toplu taşıma ölçümleri Perovskite cihazlar (Şekil 7) üzerinde gerçekleştirildi. Son olarak, standart photovoltaimal cihazların IC ölçümü (Şekil 8 ve Tablo 1) gerçekleştirilmiştir. Üst görünümü dayalı PBI 2 ve CH 3 NH 3 PBI 3 Şekil 2&#39;de gösterilen gözenekli TiO2 tabakasının (mp-TiO2) biriken, perovskitin morfolojisi üzerine katkı etkisi nerede resimli edildi SEM görüntüleri PBI 2 büyük dalı şeklinde kristaller Nal tabanlı örnek elde edilmiştir. Bu izotop daha büyük asimetrik kristallerinin oluşumuna yol açtı. Ayrıca, CuI- ve ağı tabanlı örnekleri için tek tip ve deliksiz perovskit kapatma tabakası elde (Şekil 2c ve 2e). CH 3 NH 3 PBI 3 ve PBI 2 dönüşüm CH 3 içine NH 3 PBI kristal yapısına tek değerli katyon halide katkı etkisini araştırmak3, X-ışını difraksiyonu (Şekil 3) yapıldı. Nihai perovskit kristal yapısı, tüm örnekler için aynı kalan, ancak, 2θ kırılma tepe = 12.6, dönüşmemiş PBI 2&#39;ye karşılık gelen, Nal ve CuBr katkı mevcudiyetinde ortadan kaldırıldı belirgindir. Şekil 4&#39;te gösterildiği gibi, CH3 olan bu tek değerli katyonların varlığını doğrulamak için NH3 PBI 3 perovskit filmler biz XPS analizi gerçekleştirilmiştir. Cu konsantrasyonu tahmin edilemeyen ise XPS verileri temelinde, muhtemelen iyodid (I 3P1 / 2) ve bakır yakınlığı (Cu 2P1 için, perovskit filmleri içinde Na Ag iyonlarının varlığını gösterdi / 2) zirveleri. Perovskit absorpsiyon spektrumu tek değerli bir katyondur katkı etkisi PDS ile ölçülmüştür Şekil 5a&#39;da, &#39;de gösterilmiştir.Katkı maddesi temelli CH3 NH3 PBI 3 saf numune ile karşılaştırıldığında alt-bant boşluklu bir emme olduğu açıktır. Bundan başka, bir emme kuyruk bakır halit (Şekil 5B) içsel emme kökenli Cu-bazlı örnekleri gözlenmiştir. Emilim kuyruk son Perovskite filmlerde Cu katyonların varlığını teyit rağmen, bunun PDS arasında karşılaştırma dayanarak, açıktır Cul-tabanlı onların birleşme tam olmadığını, PBI 2 ve CH 3 NH 3 PBI 3. Buna ek olarak, malzemenin enerji bozukluğun derecesi bir ölçüsüdür Urbach enerjisi (AB), bozulmamış NaI-, CuBr-, CuI- ve AGI tabanlı izotop için tahmini ve değerler 15.6 olan edildi, 11.8, 12.8, 13.5 ve 15.2 meV, sırasıyla (Şekil 5a ve ek). elektrikli ilgili yukarıda belirtilen ilave maddelerin etkisini araştırmak içinCH 3 NH 3 PBI 3 onic yapısı, biz çizgi profillerinin temas potansiyeli farkı (CPD) ölçüldü KPFM, gerçekleştirdi. Bu, Şekil 6&#39;da gösterilen perovskitin yüzeyi iş fonksiyonu (Φ) karşılık gelir. CPD (yani, 0,1 V) &#39;de net bir kayma bozulmamış bir Perovskite Fermi seviyesi valans doğru kaydığını göstermektedir karşılaştırıldığında Perovskite katkı tabanlı. Perovskitin Fermi seviyesi bu değişiklik yer değiştirilmesi P-doping birine atfedilebilir (örneğin, tek değerli katyonların X + ile 2 + Pb yerine) perovskit kristalin yüzeylerinde veya yüzey pasivasyon. PBI 3 ücretleri yoğunluğuna ve CH 3 NH 3 kendi taşıma özelliklerine doping etkisini araştırmak için, biz sıcaklığa bağlı toplu taşıma ölçümleri gerçekleştirildi (Şekil 7a </strong&gt;). Daha sonra tam elektron ve delik sadece saf ve katkı esaslı Perovskite cihazların uzay şarj sınırlı akım (KHAK) dayalı (μ SCL) dökme yük gemisi hareketliliği tahmin. Iletkenlik ve hem elektron ve delik hareketlilik dikkate değer bir artış özellikle bozulmamış perovskitin (Tablo 1) ile karşılaştırıldığında Nal ve CuBr örnekleri için, elde edildi. Ücret hareketlilik ve iletkenlik iyileşme kısa devre akımı (J sc) &#39;de donanımıyla tutarlı ve Şekil 7b gösterilen fabrikasyon güneş pilleri faktörü (FF) doldurmak dikkat çekicidir. Ayrıca, elektron ve net bir azalma katkı esaslı perovskitin için elde edildi sıcaklığa bağlı toplu taşıma ölçümleri kullanılarak delik hem yük taşınması (E A) aktivasyon enerjisini tahmin. Bu gelişme için doping ve doldurma th taşıyıcıların yüksek yoğunluk atfedilirulaşım engeli önemli bir düşüş ile sonuçlanır e taşıma tuzaklar. Biz yukarıda belirtilen tek değerli bir katyondur halojenürler karşılık gelen JV eğrileri ve Şekil 8a ve Tablo 1 &#39;de özetlenmiştir fotovoltaik parametrelere dayalı perovskit güneş hücreleri ile imal edilmiştir. Açık devre geriliminde önemli bir gelişme, CuI- (0.99 V) ve AgI- (1.02 V) için ideal bir yüzey kaplama güneş hücreleri göre (Şekil 2c ve 2e) her ikisi için de elde edilmiştir. Ayrıca, CuBr- ve Nal-tabanlı güneş pilleri için kısa devre akımı (≈2 mA cm -2) kayda değer bir artış elde edilmiştir, CH 3 NH 3 PBI 3 içine PBI 2 tam dönüşümü atfedilen edilebilir. Bu iyileştirme, Şekil 8B&#39;de gösterilen bir olay foton-akım dönüşüm verimi (IPCE) spektrumları ile doğrulandı. Son olarak, Higher güç dönüşüm verimliliği (PCE)% 15,2,% 15,6 ve% 15,3 seviyeleri NaI-, CuBr- için elde edildi ve Cul-tabanlı cihazlar sırasıyla, bozulmamış perovskit güneş pili için% 14,0 değerine karşılaştırın. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55307/55307fig1.jpg" /> Şekil 1: Mezoskopik Perovskite güneş pili mimarisi. Aşağıdaki yapıya sahip komple bir cihaz SEM kesit mikrografı: FTO / kompakt TiO2 / gözenekli-TiO2 / CH 3 NH 3 PBI 3 / Spiro-OMeTAD / Au. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55307/55307fig2.jpg" /> Şekil 2: kurşun iyodür ve Perovskite yapıların morfolojik analizi. PBI 2 (sol taraf) ve CH 3 NH 3 PBI 3 üst görünüm SEM görüntüleri (sağ taraf) yapıları: (a) bozulmamış, ( <st<html> Rong&gt; b) CuBr-, (c) CuI-, (d) NaI- ve gözenekli TiO2 tevdi (e) ağı tabanlı perovskit örnekleri FTO -kaplı. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig3.jpg" /> Şekil 3: perovskit KRİSTAL tek değerli bir katyondur halojenür katkı etkisi. Saf ve katkı bazlı CH3 X-ışını difraksiyon spektrumu, NH3 PBI 3 bu FTO kaplı cam üzerinde biriken gözenekli TiO2 film üzerinde yetiştirilir perovskit. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir.t = &quot;_ blank&quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig4.jpg" /> Şekil 4: CH 3 NH 3 PBI 3 Perovskite yapısı tek değerlikli katyonların İz. bozulmamış, CuBr-, CuI-, NaI- ve AGI merkezli Perovskite filmlerin XPS analizi. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig5.jpg" /> Şekil 5: Perovskite filmlerin optik özellikleri. (A) bozulmamış ve katkı esaslı kurşun kaynaklardan elde edilen Perovskite filmlerin absorpsiyon spektrumları PDS tekniği kullanılarak ölçülen.içerlek tüm numuneler için karşılık gelen Urbach enerjileri gösterir. hata çubuğu Urbach kuyruk uydurma SD ile tanımlanır. (B) saf ve CuBr bazlı kurşun iyodür ve perovskit filmler, hem de CuBr PDS absorpsiyon spektrumlarının karşılaştırması ms-TiO 2 ve CuBr okunur filmler üzerine bırakılır. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig6.jpg" /> Şekil 6: perovskit filmlerin yüzey potansiyeli tek değerli bir katyondur katkı etkisi. KPFM kullanarak bozulmamış ve katkı esaslı Perovskite filmlerden kaydedilen GBM satır profilleri. AFM topografya görüntü üstünde gösterilir. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz olmuştur<html> . <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig7.jpg" /> Şekil 7: Perovskite filmlerin şarj taşıma özellikleri. (A) delik-sadece cihazlar (İTO / PEDOT: PSS / Perovskit / Au) JV özellikleri KHAK delik hareketliliğini tahmin etmek için kullanılan,. akım yoğunluğu (J) perovskit tabakaların kalınlığı ölçekli unutmayın. (B) J sc eğilimler, bozulmamış ve katkı esaslı perovskitin için h ve μ e u. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> t &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/55307/55307fig8.jpg" /> Şekil 8: Fotovoltaik performans özellikleri. (A) 100 mW / cm2&#39;lik bir aydınlatma altında cihazların akım-gerilim özellikleri, kurşun kaynağı çözeltisine ilave tek değerli bir katyondur halojenürler farklı kullanılarak elde edilmiştir. Bozulmamış CuBr-, CuI-, NaI- ve AGI tabanlı perovskit güneş hücreleri için monokromatik ışığın dalga boyunun bir fonksiyonu olarak, (b) Olay foton-akım verimi (IPCE) spektrumlarını göstermektedir. Bu rakam 18 referans çoğaltılamaz edilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55307/55307fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Numune Türü </td><td>J SC </td><td> V OC </td><td> FF </td><td> PCE </td><td> μ e </td><td> μ h </td><td> E A E </td><td> E A h </td></tr><tr><td></td><td> (mA cm-2) </td><td> (V) </td><td></td><td> (%) </td><td> (cm2 / Vs) </td><td> (cm2 / Vs) </td><td> (meV) </td><td> (meV) </td></tr><tr><td> bozulmamış </td><td> 21.03 </td><td> 0.95 </td><td> 0.70 </td><td> 14.01 </td><td> 0.02 </td><td> 0.008 </td><td> 135 </td><td> 198 </td></tr><tr><td> CuBr </td><td> 22.92 </td><td> 0.95 </td><td> 0.72 </td><td> 15.61 </td><td> 0.05 </td><td&gt; 0.04 </td><td> 88 </td><td> 132 </td></tr><tr><td> Cul </td><td> 21,81 </td><td> 0.99 </td><td> 0.71 </td><td> 15.25 </td><td> 0.02 </td><td> 0.036 </td><td> 94 </td><td> 157 </td></tr><tr><td> Nal </td><td> 22.97 </td><td> 0.9 </td><td> 0.73 </td><td> 15.14 </td><td> 0.04 </td><td> 0.07 </td><td> 77 </td><td> 137 </td></tr><tr><td> AGI </td><td> 19.24 </td><td> 1.02 </td><td> 0.72 </td><td> 14.18 </td><td> 0.005 </td><td> 0.006 </td><td> 105 </td><td> 177 </td></tr></tbody></table> Tablo 1: PSC Fotovoltaik ve şarj taşıma parametreleri. En iyi performans gösteren ve bozulmamış ve katkı esaslı Perovskite güneş hücreleri için aktivasyon enerjisi ile birlikte JV ölçümler ve şarj hareketlilik elde edilen fotovoltaik parametrelerinin Özeti f edildiİki adımlı biriktirme yöntemi kullanılarak abricated. Fotovoltaik parametrelerin istatistik iyi performans gösteren cihazlar aynı trendi takip dikkat çekicidir. Bu tablo referans 18 çoğaltılamaz edilmiştir.

Burada, yüksek verimli perovskit güneş hücreleri elde etmek için tek değerli bir katyondur katkı maddelerinin dahil edilmesi yoluyla çözelti işleme CH3 NH3 PBI 3 özelliklerini ayarlamak için bir protokol mevcut.

CH tek değerlikli katyon doping<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; Verimli Perovskit Güneş Pilleri için

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

Bu prosedürün genel amacı, yüksek verimli perovskit güneş hücreleri üretmek için monovalent katyon katkılaması yoluyla kurşun halojenür perovskitin optoelektronik özelliklerini geliştirmektir. Monovalent katyonların kurşun halojenür perovskite dahil edilmesi, bu malzemenin yarı iletken kalitesini ve fotoelektrik davranışını önemli ölçüde iyileştirir. Perovskit malzemelere düşük maliyetli monovalent katyon katkı maddelerinin uygun miktarda eklenmesi, yük hareketliliğini artırır ve enerjik düzensizliği bir derece azalttırır.Substrat karşılaştırmasına başlamak için, FTO kaplı bir cam lamın iletken tarafının 2/3'ünü kapatmak amacıyla yarı şeffaf akrilik yapışkan bant kullanın. Ardından, açıkta kalan alanları çinko tozu ile kaplayın. Substratı aşındırmak için lamın üzerine distile su içerisinde hazırlanmış 2 molar hidroklorik asit çözeltisi dökün.Lamın açıkta kalan bölümlerindeki kalıntıları silmek için bir pamuklu çubuk kullanın. Aşındırılmış FTO substratı distile su ile durulayın ve ardından bandı çıkarın. Aşındırılmış yüzeyi, ağırlıkça hacimce %2'lik alkali sıvı deterjan konsantresi ve su çözeltisi ile yıkayın.FTO altlığı sırasıyla aseton ve izopropanol banyolarında 10'ar dakika boyunca sonike edin. Aşındırılmış altlığın temizliğini tamamlamak için FTO altlığını bir oksijen plazma temizleyicide 15 dakika boyunca işleme tabi tutun. Bloklayıcı kompakt titanyum oksit tabakasının tamamını kaplamak için, öncelikle aşındırılmış ve temizlenmiş FTO altlığını 450 °C sıcaklıktaki ısıtıcı plakaya yerleştirin.Temas alanını hemen önceden kesilmiş bir lam ile kapatın ve alt tabakanın 450 °C sıcaklığa ulaşmasını bekleyin. 0.6 mL TAA'yı 7 mL izopropanol ile karıştırın. Alt tabaka 450 °C sıcaklıktayken, taşıyıcı gaz olarak hava kullanarak sprey piroliz yoluyla TAA çözeltisini alt tabakaya uygulayın.Numuneyi 30 dakika boyunca 450 °C'de bekletin. Ardından numunenin oda sıcaklığına soğumasını sağlayın. Substrat soğuduktan sonra cam kapağı çıkarın.Elektron taşıma tabakasını oluşturmak için, önce 30 nanomolar titanyum oksit pastayı etanol ile 2:7 ağırlık oranında seyreltin. Süspansiyonu 30 dakika boyunca sonikasyon işlemine tabi tutun. Ardından, örneği süspansiyonla, saniyede 2.000 RPM hızlanma oranıyla 5.000 RPM'de 30 saniye boyunca spin coating yöntemiyle kaplayın.Mezogözenekli bir titanyum oksit film elde etmek için titanyum filmi 500 °C'de 30 dakika boyunca tavlayın. Ardından örneği, titanyum klorür ve distile sudan oluşan 40 mM'lık bir çözeltiye daldırın. Örnekleri 70 °C'de 20 dakika boyunca işleme tabi tutun.Titanyum klorür ile işlem görmüş numuneyi 450 °C'de 30 dakika daha tavlayın. Numuneyi, nem oranı %1'den düşük olan, azotla doldurulmuş bir glove box'a aktarın. Düşük su, düşük oksijen içeren inert bir atmosferde, 553 mg kurşun iyodüre 1 mL DMF ekleyin. Kurşun iyodür tamamen çözünene kadar, sürekli karıştırarak karışımı 80 °C'ye ısıtın.Ardından, seçilen monovalent katyon halürün kurşun iyodür çözeltisi içinde 0,02 molar bir çözeltisini hazırlayın. Kurşun iyodür içindeki monovalent katyon halür çözeltisinden substrata 80 µL uygulayın. Substratı, saniyede 4.000 RPM rampa hızıyla 6.500 RPM'de 30 saniye boyunca spin coat işlemine tabi tutun.Elde edilen ince filmi 80 °C'de 30 dakika boyunca pişirin. Ardından, 40 mg metilamonyum iyodürü 5 mL izopropanol içerisinde çözün. Kurşun iyodür kaplı altlığı bir spin kaplayıcıya yerleştirin ve 120 µL MAI çözeltisi uygulayın.Çözeltinin substrat üzerinde 45 saniye boyunca beklemesine izin verin ve ardından substratı MAI ile 4.000 RPM'de 20 saniye boyunca spin kaplayın. Perovskit filmi 100 °C'de 45 dakika boyunca tavlayın. Tüm taşıma katmanını çöktürmek için, öncelikle 72,3 mg spiro-methoxyTAD'a 1 mL klorobenzen ekleyin.Çözelti şeffaf görünene kadar karışımı çalkalayın. 1 mililitre asetonitril içerisinde 520 miligram lityum TFSI içeren bir stok çözelti hazırlayın. Ardından, 28,8 mikrolitre 4-tert-bütilpiridin ile karıştırılmış 17,5 mikrolitre lityum TFSI çözeltisini spiro-metoksiTAD çözeltisi ile karıştırın.Bu karışımı, 2.000 RPM/saniye hızlanma oranıyla 4.000 RPM'de 30 saniye boyunca numuneye spin kaplayın. Numuneyi, güneş pilinin üst kontakları için bir maske deseniyle kapatın. Güneş pili imalatını tamamlamak için numuneye 0,01 nanometre/saniye hızla 80 nanometrelik bir altın tabakası kaplayın.Saf ve katkı maddesi bazlı perovskitlerin ince filmleri, karşılaştırmalı olarak ilgili kurşun iyodür filmleri ile kıyaslanmıştır. Katkı maddesi olarak sodyum iyodür kullanıldığında, FESEM ile büyük, asimetrik perovskit kristallerinin yanı sıra büyük, dal şeklinde kurşun iyodür kristalleri gözlemlenmiştir. Katkı maddesi olarak bakır iyodür ve gümüş iyodür kullanıldığında ise homojen, iğne deliği içermeyen perovskit katmanları gözlemlenmiştir.X-ışını kırınımı, katyon katkılamanın perovskit kristal yapısı üzerinde herhangi bir etkisinin olmadığını göstermiştir. Sodyum iyodür veya bakır bromür katkı maddesi olarak kullanıldığında, dönüşmemiş kurşun iyodüre karşılık gelen herhangi bir pik gözlemlenmemiştir. Kelvin prob kuvvet mikroskopisi, katkılanmış perovskit fermi seviyelerinin valans bandına doğru kaydığını göstermiştir.Katkılanmış numuneler, özellikle sodyum iyodür ve bakır bromür numuneleri için elektron ve toplam mobilitelerde artan iletkenlik göstermiştir. Ayrıca, dolum faktöründeki kısa devre akımında da artışlar gözlemlenmiştir. Bakır bromür ve sodyum iyodür tabanlı hücrelerdeki daha yüksek kısa devre akımı artışı, kurşun iyodürün tam dönüşümüne ve iyileştirilmiş yük mobilitesine bağlanmıştır.Bakır iyodür ve gümüş iyodür tabanlı güneş hücrelerinde, muhtemelen tekdüze ve iğne deliği içermeyen yüzeyleri nedeniyle açık devre voltajında iyileşmeler gözlemlenmiştir. Sodyum iyodür, bakır bromür ve bakır iyodür tabanlı güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliklerinin tamamı, saf bir perovskit hücrenin verimliliğinden belirgin şekilde daha yüksekti. Mezoskopik perovskit güneş hücresi yapısında soğurucu tabaka olarak metilamonyum kurşun halid perovskitin çözelti işlemiyle uyumlu, kolay bir katkılama yöntemi göstermiş bulunmaktayız.Kurşun halojenür perovskit malzemelerin optoelektronik ve yapısal özellikleri, monovalent katyon katkı miktarları kontrol edilerek ayarlanabilir ve bu durum üstün fotovoltaik performansa yol açabilir. Yöntemimiz, fotovoltaik alanındaki araştırmacıların, perovskit ince filmlerin elektronik kalitesini daha da artırmak için bu tekniği perovskit güneş hücrelerinin diğer konfigürasyonlarında keşfetmelerine ön ayak olmuştur.

monovalent-cation-doping-ch3nh3pbi3-for-efficient-perovskite-solar

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Güneş enerjisi üretimi için konuşlandırılabilir nanokristal kompozit yarı iletken yük-ayırma geliştirilmesi için genel bir strateji sunulmuştur. Verici-alıcı nanokristal film yığın-heterokavşaklar fotovoltaik enerji dönüşüm için kullanılabilir ederken, bir tek nanoparçacık geometri verici-alıcı nanokristal etki bu montaj bir fotokatalitik işlev yol açmaktadır göstermektedir.

Şarj-Ayırma Nanokristaller ve Bunların Katılar Yoluyla Güneş Enerjisi Hasat

Biz kristal yapıları, devletler, enerji düzeyleri yoğunluğu ve sonuçta güneş pili performansını karşılaştırarak organik / inorganik Perovskite ince filmlerin farklı imalat yöntemleri etkileri üzerine kapsamlı bir çalışma sunulmuştur.

Film Oluşumunda Hybrid Perovskit Fabrikasyon Yöntemleri, Elektronik Yapısı ve Güneş Pili Performans Etkisi

Doğrudan ve tuzak aracılı rekombinasyon dinamiklerini araştırmak ve ince film yarı iletkenlerinin taşıyıcı hareketliliklerini belirlemek için Zaman Çözümlü Mikrodalga İletkenlik tekniği burada sunulmuştur.

Zaman çözülmesi Mikrodalga İletkenlik aracılığıyla İnce film Fotovoltaik Malzemeler rekombinasyon Dinamikleri

Burada, mevcut bir protokol CH3NH3sentezi için ben ve CH3NH3Br öncüleri ve iğne deliği-Alerjik, sürekli CH3NH3PBI3-xBrx ince filmler için sonraki oluşumu uygulama yüksek verimli güneş hücreleri ve diğer opto-elektronik aygıtlar.

Alçak basınç buhar destekli çözüm işlemini Tunable Grup Gap iğne deliği-Alerjik Methylammonium kurşun Halide Perovskite filmler için

Bu eser devrilmesinden sonra Sb2S3 SbCl3kullanarak bir mesoporous TiO2 katman için detaylı deneysel bir işlem sağlar-Sb2S3uygulamalarında karmaşık çözüm Tioüre-duyarlı güneş hücreleri. Bu makalede ayrıca önemli faktörler biriktirme işlemi yöneten belirler.

Anahtar Sb2S3performansını etkileyen faktörler-güneş hücreleri bir Sb2S3 ifade ile SbCl3sırasında sensitize-Tioüre karmaşık çözüm-işleme

Burada, biz mevcut detaylı iletişim kuralları için çözüm işlenen gümüş-bizmut-iyot (Ag-Bi-ı) Üçlü Yarıiletken ince filmler TiO2üzerinde fabrikasyon-kaplı şeffaf elektrotlar ve onların hava-kararlı olarak potansiyel uygulama ve kurşun içermez Opto-elektronik cihazlar.

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

Kurşun halide inorganik hibrid perovskite kuantum nokta mürekkepler mürekkep püskürtmeli baskı için ve hazırlama ve bir mürekkep püskürtmeli yazıcı yazı karakterizasyonu teknikleri ile kuantum nokta mürekkep baskı için protokol sentezleme için bir protokol sunulmuştur.

Fotovoltaik uygulamalar için tüm inorganik Halide Perovskite mürekkepler baskı mürekkep püskürtmeli

Bu çalışma, ligand destekli reyağış yöntemi ile kolloidal kuantum sınırlı kurşun halide perovskite nanoplatelets kolay oda sıcaklığı sentezini göstermektedir. Sentezlenmiş nanoplatelets bileşim ve kalınlıkları değiştirerek görünür aralık boyunca spectrally dar optik özellikleri ve sürekli spektral ayar gösterir.

Ligand Destekli Reyağış ile Kolloidal Kurşun Halide Perovskite Nanoplatelets Kolay Sentezi

Bu makale, rulodan ruloya yuva kalıp kaplı, fullerene olmayan organik fotovoltaikler üzerindeki kurutma mürekkeplerinin yerinde CBSSAXS deneylerini yerinde (laboratuvar X-ışını cihazı ile) gerçekleştirmek ve analiz etmek için bir gösteri ve kılavuzdur.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

Perovskit ve mezoskopik-TiO2 filmlerinin sentezi için kullanılan bir flaş kızılötesi tavlama yöntemini tarif ediyoruz. Tavlama parametreleri çeşitlidir ve florlu kalay oksit (FTO) cam ve indiyum kalay oksit kaplı polietilen tereftalat (ITO PET) üzerinde işlenmek üzere optimize edilmiştir ve daha sonra cihazlara güç dönüştürme verimliliği sağlar &gt;% 20.

Perovskit Güneş Pili İşleme için Flaş Kızılötesi Tavlama

Öğrenin tek değerlikli katyon katkılandırma yöntemiyle perovskit güneş pillerinin optoelektronik özelliklerini nasıl artıracağınızı. Bu teknik, yüksek verimli fotovoltaik cihazlar üretmek için yarı iletken kalitesini ve yük taşınımını iyileştirir.

CH tek değerlikli katyon doping

Daha fazla video keşfet