Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Blekkskrivere skriver ut alle uorganiske metallhalid Perovskite blekkfarger for Photovoltaic programmer
Summary January 22nd, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
En protokoll for å syntetisere uorganiske-bly-metallhalid hybrid perovskite quantum dot blekk for inkjet utskrift og protokollen for presentasjoner quantum dot blekkfarger i en blekkskriver med innlegget karakterisering teknikker presenteres.
Transcript
De viktigste fordelene med denne teknikken er at den er godt egnet for store området deponering, rask prototyping og print av design, noe som tyder på høyt potensial for roll-to-roll produksjon. Selv om dette systemet kan gi innsikt i uorganiske fotovoltaics det kan også brukes på andre systemer som organiske solceller eller biofysikk. Viser den kjemiske syntese prosedyren vil være Mason McCormick, en lavere grad fra Sinitsky laboratoriet.
En avtrykksprosedyre vil bli demonstrert av Dylan Richmond fra Ilie-laboratoriet. For å forberede cesium oleat forløperen tilsett 0,203 gram cesiumkarbonat 10 milliliter okadecen og 1,025 milliliter oljesyre til en tre hals rund bunnkolbe som inneholder 2,54 centimeter magnetisk rørestang. Plasser et termometer i en av halsene på den runde bunnkolben via en gummisepum.
Deretter plasserer du en gummisepum i en av de gjenværende halsene i den runde bunnkolben og fester den tredje halsen til nitrogengasslinjen via en Schlenk-linje. Plasser blandingen under nitrogenatmosfære. Varm blandingen til 150 grader celsius med konstant omrøring med en omrøringshastighet på 399 millimeter per sekund til cesiumkarbonaten oppløses fullt ut.
Etter dette senke temperaturen til 100 grader celsius for å unngå nedbør og nedbrytning av cesium oleate og fortsette å røre med en omrøringshastighet på 399 millimeter per sekund. For å forberede oleylamin blybromid forløperen tilsett 1,35 millimol med blybromid 37,5 milliliter oktogen 7,5 milliliter olaylamin og 3,75 milliliter oljesyre til en tre hals rund bunnkolbe som inneholder en magnetisk rørestang. Deretter plasserer du et termometer i en av halsene på den runde bunnkolben og forsegler med polymerfilm.
Legg en gummisepum i en av de gjenværende halsene på den runde bunnkolben og fest den tredje halsen til nitrogengasslinjen via en Schlenk-linje. Plasser blandingen under nitrogenatmosfære. Varm blandingen til 100 grader celsius med konstant omrøring med en omrøringshastighet på 599 millimeter per sekund til blybromid er fullstendig oppløst.
Nå varmer blandingen til 170 grader celsius med konstant omrøring og observere fargeendringen til mørk gul når temperaturen når 170 grader celsius. Fortsett omrøringen ved 170 grader celsius. Bruk en to milliliter glasssprøyte med en 10 centimeter lang 18 gauge nålekstrakt 1.375 milliliter cesium oleate forløper fra de tre hals runde bunnkolbe.
Injiser raskt denne forløperen i den tre halsrundte bunnkolben som inneholder oleylaminflybromidforløperen. Etter å ha ventet fem sekunder fjerne de tre hals rundt bunnkolbe fra varmen og dyppe den i et isvannbad. Skill oppløsningen i den tre halsrundt bunnkolbe likt i to testrør.
Tilsett 25 milliliter aceton til hver av de supernatante løsningene. Deretter skiller kvanteprikkene ved hjelp av en sentrifuge på 2431.65G i fem minutter ved romtemperatur. Oppløs nå de separerte kvanteprikkene i 10 til 25 milliliter cyklohexane.
For å sikre at blekket skrives ut på ønsket sted tegner en rett linje på kanten av disken og fortsetter til CD-diskskuffen. Plasser ønsket underlag over blekkbildene som er trykt på disken, og fest det til disken ved hjelp av et klebemiddel, for eksempel dobbeltsidig tape. Før du fyller blekkpatronene, må du kontrollere at det oransje dekselet er riktig installert på undersiden av blekkpatronen for å hindre at blekket søler ut.
Bruk en pipette injiser det tilberedte kvanteblekkblekkblekket i toppen av blekkpatronen. Når sylinderampullen er fylt til ønsket mengde blekk plugg toppen med gummi septum og forsiktig fjerne det oransje dekselet. Deretter plasserer du blekkpatronen i skriverhodet og kontroller at den er på plass.
Sett deretter inn de gjenværende patronene før du fortsetter til neste trinn. På dette tidspunktet vil skriveren godta diskskuffen og skrive ut perovskitter på underlaget. Når utskriften er fullført, må du kontrollere at blekket faktisk skrives ut på underlaget som tilstopping er et vanlig problem.
Hold til slutt en UV-lampe over underlaget for å sjekke om utskriften var vellykket og en selvlysende film observeres. Karakterisering av syntetiserte uorganiske perovskites er viktig for å bekrefte krystallstrukturen. X Ray-defraksjonsresultatene indikerer at den krystallinske cesiumblykken kvanteprikkblekkene som er utarbeidet ved hjelp av denne protokollen, opprettholder en orthorhombic romtemperaturperovskitestruktur etter blekkstråleutskriftsprosessen.
Det er velkjent at de optiske egenskapene til disse uorganiske perovskite kvanteprikkene er følsomme for kvanteprikkstørrelse og stoichiometry av uorganiske og halideatomer. Fotoluminescensprofilen for cesium blybromid viser en topp rundt 520 nanometer, og den optiske absorpsjonsprofilen viser en ekscitonic topp rundt 440 nanometer. Strømspennings- og kapasitansspenningsmålinger ble tatt for de trykte filmene under mørke og lyse forhold som vist her.
Under belysning økte den målte typen lineært og indikerer at filmene er fotoaktive. Filmene viser svært lav kapasitans under mørke forhold når ingen belysning er til stede. Som det kan ses her.
Under lysbelysning øker null bias målt kapasitans og er en annen indikasjon på at filmene er fotoaktive. Mens du prøver denne prosedyren er det viktig å huske å holde både skriverhodet og pakningene så rene som mulig. Dette vil til slutt diktere vellykket utskrift.
Etter denne prosedyren kan andre metoder som sondemikroskopi og tidsavsluttet luminescence utføres for å svare på flere spørsmål som hva som er overflateterminering og overflatemorfologi, og hva er exciton rekombinasjonsdynamikken. Etter utviklingen banet denne teknikken vei for forskere innen kjemi, fysikk og materialvitenskap for å utforske roll-to-roll klar, fotovoltaiske systemer bestående av organiske og uorganiske halvledermaterialer og tilhørende enhetsgrensesnitt. Denne teknikken viste seg å være et flott pedagogisk verktøy som det ble introdusert i det øvre nivået uorganisk kjemi laboratoriekurs ved University of Nebraska-Lincoln å introdusere studenter til en rekke viktige konsepter som spenner fra calyceal syntese og kvantestørrelse påvirker til solceller og fornybar energi.
Ikke glem at arbeid med blybaserte produkter og løsemidler som heksan, cyklohexane eller aceton kan være ekstremt farlig og forholdsregler som å bruke riktig verneklær og riktig ventilasjon bør alltid tas når du utfører denne prosedyren.
Please enter your institutional email to check if you have access to this content
has access to
BackLogin to access JoVE
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
To receive a free trial, please fill out the form below.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You
Thank You
Thank You
CH
DE