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.
Inkjet udskriver alle uorganiske Halogenid Perovskite blæk til solcelle applikationer
Summary January 22nd, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
En protokol til syntese af uorganiske-bly-Halogenid hybrid perovskite quantum dot blæk til inkjet printning og protokol for udarbejdelse og trykning af quantum dot blæk i en inkjetprinter med post karakterisering teknikker præsenteres.
Transcript
De største fordele ved denne teknik er, at den er velegnet til storområdeaflejring, rapid prototyping og print by design, hvilket tyder på et stort potentiale for roll-to-roll produktion. Selvom dette system kan give indsigt i uorganiske fotovoltaik, kan det også anvendes på andre systemer såsom organisk fotovoltaik eller biofysik. Demonstrere den kemiske syntese procedure vil blive Mason McCormick, en bachelor fra Sinitsky laboratorium.
Dylan Richmond fra Ilie laboratoriet vil demonstrere en aftryksprocedure. For at forberede cæsium oleate forløber tilføje 0,203 gram cæsiumcarbonat 10 milliliter octadecene og 1.025 milliliter oliesyre til en tre hals rund bundkolbe indeholder 2,54 centimeter magnetisk røre bar. Anvend et termometer i en af halsen på den runde bundkolbe via en gummiskvæg.
Dernæst skal du placere en gummiskvæg i en af de resterende halse i den runde bundkolbe og fastgøre den tredje hals til nitrogengasledningen via en Schlenk-linje. Anstøn blandingen under nitrogenatmosfære. Blandingen opvarmes til 150 grader celsius med konstant omrøring ved en omrøringshastighed på 399 millimeter pr. sekund, indtil cæsiumcarbonatet opløses helt.
Efter denne sænke temperaturen til 100 grader celsius for at undgå nedbør og nedbrydning af cæsium oleate og fortsætte omrøring med en omrøring hastighed på 399 millimeter i sekundet. For at forberede oleylamin bly bromid forløberen tilsættes 1,35 millimoler blybromid 37,5 milliliter octadecene 7,5 milliliter olaylamin og 3,75 milliliter oliesyre til en tre hals rund bundkolbe, der indeholder en magnetisk røre bar. Næste sted et termometer i en af halsen på den runde bund kolbe og forsegle med polymer film.
Anlæg en gummiskvæg i en af de resterende halse i den runde bundkolbe, og fastgør den tredje hals til nitrogengasledningen via en Schlenk-linje. Blandingen sættes under nitrogenatmosfæren. Blandingen opvarmes til 100 grader celsius med konstant omrøring ved en omrøringshastighed på 599 millimeter pr. sekund, indtil blybromidet er helt opløst.
Nu varme blandingen til 170 grader celsius med konstant omrøring og observere farveændring til mørkegul, når temperaturen når 170 grader celsius. Fortsæt omrøringen ved 170 grader celsius. Ved hjælp af en to milliliter glas sprøjte med en 10 centimeter lang 18 gauge nål ekstrakt 1.375 milliliter cæsium oleate forløber fra de tre hals runde bund kolbe.
Injicer hurtigt denne prækursor i den tre hals runde bundkolbe, der indeholder oleylamin blybromid forløberen. Efter at have ventet fem sekunder fjerne de tre hals runde bund kolbe fra varmen og nedsænkes i en isvandbad. Opløsningen adskilles i den tre halsrunde bundkolbe ligeligt i to reagensglas.
Tilsæt 25 milliliter acetone til hver af supernatantopløsningerne. Derefter adskilles kvanteprinerne ved hjælp af en centrifuge ved 2431,65 G i fem minutter ved stuetemperatur. Nu opløses de adskilte kvanteprider i 10 til 25 milliliter cyclohexan.
Hvis du vil sikre, at trykfarverne udskrives på den ønskede placering, skal du tegne en lige linje i kanten af disken og fortsætte på cd-diskbakken. Placer det ønskede underlag over de blækbilleder, der er trykt på disken, og fastgør det til disken ved hjælp af et klæbemiddel, f.eks. Før blækpatronerne fyldes, skal du sørge for, at det orange dæksel er installeret korrekt i bunden af blækpatronen for at forhindre, at der løber ud.
Ved hjælp af en pipette injicere den forberedte kvanteprins blæk i toppen af blækpatronen. Når patronen er fyldt til den ønskede mængde blæk stik toppen med gummi septum og forsigtigt fjerne den orange dækning. Sæt derefter blækpatronen i printerhovedet, og sørg for, at der er snaps på plads.
Sæt derefter de resterende patroner i, før du fortsætter til næste trin. På dette tidspunkt vil printeren acceptere diskbakken og udskrive perovskites på substratet. Efter udskrivning er fuldstændig kontrollere, at blæk faktisk trykt på substratet som tilstopning er et fælles problem.
Hold endelig en UV-lampe over underlaget for at kontrollere, om udskrivningen var vellykket, og en luminescing film er observeret. Karakterisering af de syntetiserede uorganiske perovskitter er afgørende for at bekræfte krystalstrukturen. X Ray-affræsningsresultaterne indikerer, at det krystallinske cæsium blybromid quantum dot blæk udarbejdet ved hjælp af denne protokol opretholde en orthorhombic rumtemperatur perovskit struktur efter ink jet udskrivningsprocessen.
Det er velkendt, at de optiske egenskaber af disse uorganiske perovskit kvanteprindes er følsomme over for kvanteprins størrelse og støkiometri af uorganiske og halogenatomer. Fotoluminescensprofilen for cæsium blybromid viser et højdepunkt omkring 520 nanometer, og den optiske absorptionsprofil viser en excitonisk top omkring 440 nanometer. Der blev foretaget strømspændings- og kapacitansspændingsmålinger for de trykte film under mørke og lyse forhold som vist her.
Under belysning steg den målte type lineært og indikerer, at filmene er fotoaktive. Filmene udviser meget lav kapacitans under mørke forhold, når der ikke er nogen belysning til stede. Som det kan ses her.
Under lys belysning nul bias målt kapacitans stiger og er en anden indikation af, at filmene er fotoaktive. Under forsøg på denne procedure er det vigtigt at huske at holde både printerhovedet og pakningerne så rene som muligt. Dette vil i sidste ende diktere vellykket udskrivning.
Efter denne procedure andre metoder som sonde mikroskopi og tid løst luminescens kan udføres for at besvare yderligere spørgsmål som hvad der er overfladen opsigelse og overflade morfologi, og hvad er exciton rekombination dynamik. Efter sin udvikling denne teknik banede vejen for forskere inden for kemi, fysik og materialevidenskab til at udforske roll-to-roll klar, solcelleanlæg bestående af organiske og uorganiske halvleder materialer og den tilhørende enhed grænseflader. Denne teknik viste sig at være en stor pædagogisk værktøj, da det blev indført i det øverste niveau uorganisk kemi laboratorium kursus ved University of Nebraska-Lincoln at introducere studerende til en række vigtige begreber lige fra calyceal syntese og kvantestørrelse påvirker solceller og vedvarende energi.
Glem ikke, at arbejde med bly baserede produkter og opløsningsmidler som hexan, cyclohexan eller acetone kan være yderst farligt og forholdsregler såsom brug af korrekt beskyttende tøj og korrekt ventilation bør altid tages, når du udfører denne procedure.
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