Струйная печать всех неорганических галоидных перовскита красок для фотоэлектрических приложений

Chemistry

Your institution must subscribe to JoVE's Chemistry section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Протокол для синтеза неорганических свинец галоидных гибрид перовскита Квантовая точка чернила для струйной печати и протокол для подготовки и печати чернила Квантовая точка в струйном принтере с поста характеристика методов представлены.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Richmond, D., McCormick, M., Ekanayaka, T. K., Teeter, J. D., Swanson, B. L., Benker, N., Hao, G., Sikich, S., Enders, A., Sinitskii, A., Ilie, C. C., Dowben, P. A., Yost, A. J. Inkjet Printing All Inorganic Halide Perovskite Inks for Photovoltaic Applications. J. Vis. Exp. (143), e58760, doi:10.3791/58760 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Метод синтеза фотоактивного неорганических перовскита Квантовая точка краски и метод осаждения струйный принтер, использование синтезированных красок, демонстрируются. Чернила синтез основывается на простой влажной химической реакции и протокол печати струйных является поверхностным методом шаг за шагом. Струйных печатных тонких пленок характеризовались дифракции рентгеновских лучей, спектроскопия оптического поглощения, фосфорная спектроскопии и транспортных электронных измерений. Рентгеновской дифракции фильмов печатных Квантовая точка указывает Кристаллическая структура соответствует фазе ромбическая комнатной температуры с ориентацией (001). В сочетании с другими методами характеристика рентгеновской дифракции измерения показывают высокое качество фильмов можно получить с помощью метода струйной печати.

Introduction

Дитер Вебер синтезирован первый органо неорганических гибридных галоидных перовскитов в 1978 году1,2. Примерно 30 лет спустя в 2009 году, Акихиро Kojima и коллаборационистов сфабрикованы фотоэлектрических устройств, используя же органо неорганических гибридных галоидных перовскитов синтезируется Вебер, а именно, CH3NH3PbI3 и CH3NH3 PbBr33. Эти эксперименты были началом последующих исследований, посвященных фотоэлектрическую свойства органо неорганических гибридных галоидных перовскитов волну. С 2009 года до 2018 года, эффективности преобразования энергии устройства резко увеличилась с 3,8%3 более 23%4, делая органо неорганических гибридных галоидных перовскитов сопоставимых на основе Si солнечных батарей. Как с органо неорганических галогенид основе перовскитов, неорганических галогенид основе перовскитов начал набирает обороты в научно-исследовательское сообщество около 2012 года, когда первый эффективность фотоэлектрических устройств была измерена 0.9%5. Начиная с 2012 года все неорганических галогенид основе перовскитов прошли долгий путь с некоторых устройств эффективность измеряется быть более 13% как в 2017 году исследовании Sanehira et al. 6 на основе органических и неорганических перовскитов найти приложения, относящиеся к лазеры7,8,9,10, легкие светоиспускающие диоды11, 12 , 13, обнаружения излучения высокой энергии14, Фото обнаружения15,16и конечно фотоэлектрических приложений5,15,17,18 . За почти десятилетие много методов синтеза различных появились от ученых и инженеров, начиная от методы решения обрабатываются в вакууме паров осаждения техники19,,2021. Галоидных перовскитов, синтезируются с помощью метода обработки решение выгодно как они легко могут быть использованы как чернила для струйной печати15.

В 1987 году первый сообщили, что использование струйной печати солнечных элементов был представлен. С тех пор ученые и инженеры искали способы успешно печать всех неорганических солнечных батарей с привлекательными эксплуатационными свойствами и низкой реализации по цене22. Есть много преимуществ для струйной печати солнечных элементов, по сравнению с некоторых общих методов вакуума основаны изготовления. Важным аспектом метода струйной печати является, что материалы на основе решения используются в качестве краски. Это открывает двери для испытания различных материалов, например неорганических перовскита красок, которые могут быть синтезированы снисходительный мокрой химических методов. Другими словами струйная печать фотоэлемент материалов является лоу кост маршрут для быстрого прототипирования. Струйной печати также имеет преимущества в состоянии напечатать большие площади на гибких подложках и печать дизайн при низких температурах в атмосферных условиях. Кроме того струйная печать очень подходит для массового производства, позволяющие реалистичные низкой стоимости рулонов осуществление23,24.

В этой статье мы сначала обсудить шаги, связанные с синтезировать неорганические перовскита Квантовая точка чернила для струйной печати. Затем мы опишем дополнительные шаги для приготовления красок для печати и фактической процедуры для струйной печати фотоактивного фильм использование коммерчески доступных струйный принтер. Наконец мы обсуждаем характеристика печатные фильмов, которая необходима для обеспечения надлежащего химического и кристалл состава для производительности устройства высокого качества фильмов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Предупреждение: Обратитесь к лаборатории паспорта безопасности материалов (MSDS) перед продолжением. Химических веществ, используемых в эти протоколы синтеза связаны опасности для здоровья. Кроме того наноматериалы имеют дополнительную опасность, по сравнению с их массовых коллегой. Пожалуйста, используйте все практики безопасности при выполнении Нанокристаллические реакции, включая использование вытяжного шкафа или бардачком и надлежащего личного защитного оборудования (защитные очки, перчатки, лаборатории пальто, брюки, закрыты носок обуви, и т.д.).

1. предшественник синтез

  1. Цезий олеат предшественником синтеза
    Примечание: Цезий олеат синтезируется в среде N2 .
    1. Добавьте 0,203 g цезия карбоната (Cs2CO3), 10 мл octadecene (ОДА) и 1.025 мл олеиновой кислоты (OA) три шеей вокруг нижней помешивая колбу. Три шеей круглым дном Фляга для цезия олеат прекурсоров помечается 1 на рисунке 1a.
    2. Поместите термометр или термопара в одну из шеи через резиновой пробкой.
    3. Поместите резиновые перегородки в один из оставшихся шеи и затем прикрепить третий и последний шеи к азота газовой линии через линию Шленк. Поместите смесь в атмосфере газообразного азота.
    4. Нагрейте смесь до 150 ° C при постоянном помешивании перемешивания скорость 399 мм/сек с использованием магнитных перемешать бар 2,54 см до2CO Cs3 полностью растворяется.
    5. Снизить температуру до 100 ° C, чтобы избежать осадки и разложение олеат цезия и оставить помешивая на той же скорости перемешивания как шаг 1.1.4.
  2. Oleylamine-PbBr2 предшественником синтеза
    Примечание: Oleylamine-PbBr2 прекурсоров синтезируется в среде N2 .
    1. Добавьте 37,5 мл Ода, 7,5 мл oleylamine (OAm), 3,75 мл ОА и 1,35 ммоль PbBr2 в еще три шеей вокруг нижней помешивая колбу. Три шеей вокруг нижней перемешивания колбу для МКО-PbBr2 помечается 2 на рисунке 1a. Рисунок 1b показывает решение несмешанных прекурсоров.
    2. Поместите термометр или термопара в один из шеи и место своего рода полимерной пленки вокруг термометр/термопара для уплотнения шеи, см. Рисунок 1.
    3. Резиновой пробкой в одном из оставшихся шеи и затем прикрепить третий и последний шеи к азота газопровода через линию Шленк. Поместите смесь в газообразный азот атмосферы.
    4. Нагрейте смесь до 100 ° C при постоянном помешивании со скоростью перемешивания 599 мм/сек с использованием бар магнитные перемешать до полного растворения PbBr2 . Предшественник раствор при постоянном помешивании показан на рисунке 1c и полностью растворяют прекурсоров решение показано в рисунке 1d.
    5. Нагрейте смесь до 170 ° C при постоянном помешивании, обратите внимание, что смесь подвергается изменению до темно-желтого цвета после достижения 170 ° C, как показано на рисунке 1d. оставить помешивая до 170 ° C тепла.

2. CsPbBr3 Квантовая точка синтез

  1. С помощью стекла шприц 2 мл, с 10 см длиной 18 иглы, экстракт 1,375 мл цезия олеат прекурсоров из трех шеи настой через резиновые перегородки, как показано на рисунке 2.
  2. Быстро внедрять, через резиновые септум, 1,375 мл цезия олеат прекурсоров в три шеи колбу, содержащих прекурсоров2 OAm-PbBr, как показано на рисунке 2b. Там должно быть изменение наблюдаемые цвета, блестящий желто зеленый, как показано на рисунке 2c.
  3. После парентерального введения цезия олеат прекурсоров, подождите 5 s, удалите настой три шеи от жары и погрузить три шеи круглым дном колбу в лед/водяной бане при температуре 0 ° C, как показано на рисунке 3.
  4. Отдельные решения в три шеи колбу одинаково в 2 пробирки, примерно 25 мл в пробирки.
  5. Добавить 25 мл ацетона в каждом супернатанта решения, а затем отделить с центрифуги с использованием параметров ниже.
  6. Отдельные квантовых точек с помощью центрифуги на 2431.65 x g для 5 мин при комнатной температуре параметр, как показано на рисунке 3b.
  7. Отдельные супернатанта и центрифугировали квантовые точки, как показано на рис. 3 c, при заливке супернатант в пустую пробирку.
  8. Наконец Растворите разлученных квантовых точек в 10-25 мл гексаны или cyclohexanes. Это решение затем может использоваться в качестве чернилами картриджей для струйных принтеров для печати тонких пленок.
    Примечание: Коммерчески доступных струйный принтер был использован для печати всех Квантовая точка тонких пленок неорганической основе галоидных перовскита красок. В этот протокол субстратов аморфные стекла и Индий оксид олова с покрытием полиэтилентерефталата (ITO/PET) были использованы во время измерений. Чтобы гарантировать, что поверхность субстрата чист перед печатью, подложек были очищены с помощью ацетона мыть следуют мыть метанола.

3. Очистка печатающей головки

  1. Сначала убедитесь, что принтер подключен и включен доступ к Чернильные картриджи и печатающей головки.
  2. Удалите картриджи из печатающей головки, открыть в верхней части принтера и ждать картриджи, чтобы вернуться к центральной позиции и красные огни под картриджи для освещения и затем удалить все картриджи.
  3. Слегка переместите печатающую головку вправо и вытащить охранника на панели рукописного ввода, так что он позволяет на лоток, чтобы оставаться на месте, как показано на рисунке 4. Достичь к задней панели рукописного ввода и щепотку пластиковый делитель, разделяющей две половинки печатающей головки. Потяните мягко и будет легко удалить печатающей головки.
  4. Чтобы очистить печатающей головки, приготовить блюдо с несколько миллиметров теплой воды. Место печатающей головки в воде с разрезами внизу под водой. Избегайте контакта между зеленый электронных частей на спине и воды, потому что это имеет потенциал для повреждения печатающей головки.
  5. Используйте пипетку и теплой водой для капли воды на резисторы. Оставьте печатающей головки, сидя в теплой воде в течение 1-2 ч.
  6. После замачивания в теплой воде, установите головку принтера на лаборатории ткани и оставьте сушиться по крайней мере 20 минут во избежание, вытирая в нижней части печатающей головки, потому что волокна от очистки может застрять в прорези где распределяется чернил.
  7. Вернуть свою позицию печатающей головки и отодвинуть охранник в свое первоначальное положение.

4. Печать перовскита Квантовая точка чернила

Примечание: Этот протокол использует струйный принтер, который включает в себя возможность печатать этикетки CD на компакт-диски с помощью жесткой лоток диска CD. Рекомендуется перед печати перовскитов, что один вырезать предпочтительным форму и размер субстрата и затем распечатать точный размер и форму желаемого субстрата на компакт-диск с помощью черные чернила, как показано на рисунке 5.

  1. Рисование прямой линии на краю диска и продолжить его на лоток для диска CD. Таким образом, шаблон CD могут быть выстроены же образом каждый раз и убедитесь, что чернила печать в нужном месте.
  2. Поместите подложки изображения чернилами напечатаны на диске. Подложки могут проводиться на месте с помощью двухсторонней ленты или некоторые другие клея, как показано на рис. 5b.
  3. Перед заполнением картриджи, обеспечить Оранжевая крышка правильно установлен на нижней части картриджа, как показано на рисунке 6. Это позволит предотвратить разлив в нижней части картриджа чернил.
  4. После того, как раствор чернил производится, как в шаге 2.9, и крышка на картридж, использовать пипетку впрыснуть чернила Квантовая точка в верхней части картриджа, как показано на рисунке 6.
    Примечание: Квантовая точка чернил будет поглощена губки до тех пор, пока она становится насыщенным и оставшиеся чернила будут храниться в отсек рядом с губкой. Избегайте чрезмерного заполнения этот отсек, потому что чернила могут вырваться из верхней, когда он становится почти полностью.
  5. Как только картридж заполнен до желаемой суммы, подключите Топ с резиновой пробкой и тщательно удалить оранжевый нижнюю крышку. Будьте готовы к немного чернил, чтобы бежать через дно, при выполнении этого действия.
  6. Поместите картридж с чернилами в головку принтера и убедитесь, что он не встанет на место, как показано на рисунке 6b, не забудьте вставить остальные картриджи, пустой или полной прежде чем переходить к следующему шагу, как показано на рисунке 6c.
  7. Закрыть вверх принтера и ждать головку принтера вернуться к далеко справа от принтера.
  8. Убедитесь, что цвет изображения, которые печатаются соответствует цвет картриджа чернил, содержащие квантовых точек. Солидный имидж голубого, пурпурного или желтого были найдены работать лучше (черный это сложно, потому что есть две черные картриджи).
  9. Нажмите кнопку Печать в нижнем правом углу и следуйте инструкциям на экране инструкциям.
  10. В то время как принтер прогревается, проверьте, что диск правильно выровнен на лоток диска, таким образом, что изображение на экране будет печататься точно, где ожидалось.
  11. Инструкция будет появляться на экране, который направляет пользователю открыть крышку диска, принтера и Вставьте лоток диска, содержащего диск в машину. Выполните это действие и затем нажать кнопку resume (Оранжевый мигает) на принтере или нажмите кнопку «ОК» на экране, как показано на рис. 7a и 7b.
  12. На данный момент принтер будет принимать лоток диска и печати перовскитов на подложке, после печати; Проверьте что чернила фактически напечатан на подложку как засорения является общей проблемой.
    1. Держите ультра фиолетовый (УФ) лампы над субстрат, если печать не работает там будет нечто похожее на рисунке 7c; в противном случае там будет luminescing фильм как показано на рисунке 7d Если вышеупомянутый Протокол работал должным образом.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Кристаллическая структура квалификации

Характеризуя Кристаллическая структура имеет жизненно важное значение относительно синтеза неорганических перовскитов. Дифракция рентгеновских лучей (XRD) была исполнена в воздухе при комнатной температуре на дифрактометр, используя 1,54 Е волны Cu-Kα источник света. С использованием вышеуказанных протоколов должно привести к комнатной температуре ромбическая кристаллической структуры для CsPbBr3 Квантовая точка чернила, как показано на рисунке 8.

XRD результаты, как показано на рисунке 8, указывают, что кристаллический CsPbBr3 QD чернила поддерживать перовскита ромбическая комнатной температуре после процесса струйной печати, в хорошем согласии с отчетами в литературе8 , 15 , 25 , 26. Шеррер уравнение27 может использоваться в сочетании с стандартного псевдоримановом распределения установку функции (220) пик Брэгг, для определения размера квантовой точки, в данном случае это примерно 5.5 Нм в диаметре. Шеррер уравнения показано ниже,
Equation
где D-диаметр Квантовая точка, k -фактор безразмерной форме, λ является длина волны рентгеновского, β -полный ширина на половину максимум пика в радианах и θ — угол дифракции Брэгг. Форма фактор, k = 0,89, который используется для Куба как наночастиц, был использован в расчеты28.

Оптического поглощения и фотолюминесценции спектроскопии характеристика

Хорошо известно, что оптические свойства этих неорганических перовскита квантовых точек чувствительны к квантовой точки размера и стехиометрии неорганических (катион) и металлогалогенных (анион) атомов. Небольшие изменения в размер или стехиометрии квантовых точек приведет к различным поглощения и люминесценции профили. Оптического поглощения и фотолюминесценции были исполнены с дейтерия-галогенные источником света оснащены инфракрасной UV-Near (УФ-NIR) спектрометр высокого разрешения, где диапазон длин волн лампа дейтерий — 210-400 Нм и галогенная лампа волны диапазон — 360-1500 Нм. В рисунке 8b, фотолюминесценция профиль (черная кривая) для CsPbBr3 показан и Пиковая позиция является ≈ 520 Нм. Аналогичным образом, в рисунке 8b, оптическое поглощение профиль (красная кривая) для CsPbBr3 показано с экситонных пик наблюдается около 440 Нм. Вышеупомянутый Протокол, если успешно выполнено должно привести к поглощения и фотолюминесценции профиль, как показано на рисунке 8b.

Характеристика электронного транспорта

Sourcemeter, picoammeter и мультиметр были использованы для измерения кривых ток напряжение (I-V). Импеданс анализатора был использован для измерения кривых напряжения емкостные (C-V). -V C-V измерения были приняты и печатные фильмов в темных и светлых условиях, как показано на рисунках 8 c и 8 d. Без освещения была измерена Темновой ток 1,3 Па на 1.0 применяется напряжении. При освещении, с источника света влияет 14.1 МВт/см2, измеренное текущим линейно увеличилась до 2,64 мА 1.0 V применяется напряжения. Появление значительного тока ненулевое, под свет освещение, указывает, что фильм фотоактивного. Фильмы могут exhibit очень высокий вкл/выкл коэффициенты, как высокие, как 109, который предлагает хороший потенциал приложений, связанных с фотодетектирования.

Фильмы exhibit очень низкая емкость в темных условиях, когда освещение не присутствует, как можно увидеть в рисунке 8d. Под легкими освещения нулевого смещения измеренная емкость увеличивается до 14.45 nF. Когда под свет освещение измеренной емкости нулю на нулевой предвзятость является еще одним свидетельством того, что фильмы фотоактивного.

Figure 1
Рисунок 1: Квантовая точка предшественником синтеза. (олеат прекурсоров цезия в трех шеей колбы, обозначенные 1 и2 прекурсоров OAm-PbBr в трех шеей колбу с меткой 2. (b) положить на три шеей настой oleylamine и PbBr2 . (c) смешивание и Отопление OAm-PbBr2 прекурсоров решения. (d) OAm-PbBr2 прекурсоров полностью не растворится, заметить изменения темно-желтого цвета. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2: прекурсоров инъекционный метод. (a) извлечение 1,375 мл цезия олеат для инъекций. (b) впрыскивать олеат цезия в решение2 OAm-PbBr. (c) быстрое цвета изменения и формирование Квантовая точка решения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3: ледяная ванна и центрифугирование. () синтезированных Квантовая точка решение помещен в лед ванна (b) две трубы с равное количество раствора, помещены в центрифуге. (c Квантовая точка порошок в нижней части пробирку с супернатанта решения на верхней, центрифугирование пост. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: резка субстрата и присоединение к печати шаблон. (a) вырезать подложке ITO/PET. (b) печати шаблон с прилагаемой субстрата. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 5
Рисунок 5: Удаление печатающей головки. (печатающей головки могут быть удалены, нажав прямо слегка как указано стрелкой. (b) после удаления печатающей головки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 6
Рисунок 6: Загрузка картриджей с чернилами Квантовая точка. (a) впрыскивать красок в чернила картриджей через пипетку. (b) Вставка заполнены чернилами картриджа в печатающей головки. (c) Вставка оставшиеся Пустые картриджи в печатающей головки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 7
Рисунок 7: печать и проверка качества. () Вставка диска лоток в принтер. (b) нажав Оранжевый мигающий кнопку для начала печати. (c) не удалось печати как не фильм под УФ освещения. (d) успешного печати как указано наличие пленки под УФ освещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 8
Рисунок 8: сообщение печать характеристика. (a) дифракции рентгеновских лучей спектра для CsPbBr3. (b) оптический спектр поглощения (красная кривая) и фотолюминесценции спектра (черная кривая). (c) вольт амперных спектра для CsPbBr3 при освещении (красная кривая) и в темноте (синяя кривая). (d) емкость напряжения спектра для CsPbBr3 при освещении (красная кривая) и в темноте (синяя кривая). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Существует множество параметров, участвующих в процессе печати струйных, который влияет на окончательный печатной пленки. Обсуждение всех этих параметров выходит за рамки настоящего Протокола, но этот протокол ориентируется на решение на основе синтеза и метод осаждения, представляется целесообразным дать краткое сравнение с другими методами известных осаждения на основе решения: спин покрытие и метод доктора лезвие.

Спин покрытие метод очень быстро, производит равномерное фильмов и низкой стоимости. Толщина пленки может быть изменено путем корректировки вязкости и скорость вращения coater спина. Спин покрытие как известно очень расточительно, потому что большая часть материала будет извлечен от поверхности после спиннинг. Спин покрытие также медленно, потому что процесс на образец, таким образом, спин покрытие не подходит для обработки больших масштабах. На другой стороне является метод ракельный нож, который также является низкая стоимость и простой. Реальным преимуществом является равномерной толщины пленки, но метод доктора лезвие очень медленно и отходов огромное количество материалов. Струйной печати как спин покрытие и врач лезвие методов является низкая стоимость. Возможность печати дизайн является одним из основных преимуществ для струйной печати, по сравнению с врачом коньки и спин покрытие. Кроме того струйная печать является весьма эффективным с точки зрения материалов, используемых против материалов впустую. Струйная печать также хорошо подходит для больших площадей и быстрое прототипирование. Эти особенности предлагаю струйной печати имеет высокий потенциал для производства рулонов с комбинаторный особенность.

Хотя струйной печати является перспективным осаждения техники там, некоторые ограничения: принтер головы засорения, ограниченное количество печати растворителей и фильм однородности. Крупнейший ограничения с точки зрения универсальности относится к растворителей, используемых в принтере, не каждый растворитель подходит и в некоторых случаях может повредить компоненты печати. Например это вероятно не хорошая идея, чтобы использовать ацетон как растворитель краски, как это будет высыхать или растворять некоторые из компонентов принтера. Некоторые растворители вызовет расширение резиновых прокладок в печатающей головки и других областях. Если любой кусок, как представляется, расширили во время процесса печатания, поместите его в теплой воде в течение 10 минут и дайте ему высохнуть полностью, возвращение к нормальному размеру.

Засорение принтера головы являются еще одним препятствием, и сохраняя их в чистоте является важным шагом в этом протоколе. Компоненты принтера должны храниться в чистых до и после печати. Печатающая головка содержит металлические резисторы с резиновым уплотнителем, окружающих их в каждом из гнезд для картриджей чернилами. Прокладки служить цели поддержания уплотнение между картридж с чернилами и печатающей головки. Важно сохранить печатающей головки и прокладки максимально чистыми. Кроме того будьте нежным, при удалении прокладки, как они могут быть повреждены при удалении.

Реализация материалов низкой стоимости и высокой производительности печати солнечных батарей является одним из средств для достижения высокой эффективности, высокой стабильностью и низкой стоимости энергии в нише приложений, что может по-прежнему позволяют для больших масштабах развертывания, но где материалы на основе кремния не являются конкурентоспособными. Кроме того легко рулона в рулон совместимых струйных печать метод обеспечивает основу для реально масштабируемых «печати» электроники. Огромное количество доступных субстратов и красок струйной печати позволяет получить доступ к фабрикации легкие, гибкие, маломощные электронных устройств для широкого круга приложений. Из транзисторов Квантовая точка дисплеев для фотовольтаики струйной печати является возбуждающего поля устройства изготовления и показывает большие надежды. Если используется в сочетании с набором Дизайн правила струйной печати может использоваться как инструмент для проектирования печатных материалов с заданными свойствами для приложений.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют никаких финансовых конфликтов интересов и ничего не разглашать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана национального научного фонда, через MRSEC Небраска (Грант DMR-1420645), ЧЕ-1565692 и Че-145533, а также Небраска центр энергетических исследований науки.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Oleic acid, 90% Sigma Aldrich 364525 Technical grade
Oleylamine, 70% Sigma Aldrich O7805 Technical grade
1-octadecene, 90% Sigma Aldrich O806 Technical grade
Acetone, >95% Fisher 67641 Certified ACS
Cesium Carbonate, 99% Chem-Impex 1955 Assay
Hexane, 98.5% Sigma Aldrich 178918 Mixture of isomers
Cyclohexane, 99.9% Sigma Aldrich 110827
Lead(II) bromide, 98% Sigma Aldrich 211141
Lead(II) iodide, 99% Sigma Aldrich 211168

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Weber, D. CH3NH3PbX3, ein Pb(II)-System mit kubischer Perowskitstruktur / CH3NH3PbX3, a Pb(II)-System with Cubic Perovskite Structure. Zeitschrift für Naturforschung B. 33, 1443-1445 (1978).
  2. Weber, D. ( x = 0-3 ), ein Sn ( II ) -System mit kubischer Perowskitstruktur. Zeitschrift für Naturforschung B. 33, 862-865 (1978).
  3. Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T. Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells. Journal of the American Chemical Society. 131, 6050-6051 (2009).
  4. National Renewable Energy Laboratory NREL Best Research-Cell Efficiencies. Available from: https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png (2018).
  5. Chen, Z., Wang, J. J., Ren, Y., Yu, C., Shum, K. Schottky solar cells based on CsSnI 3 thin-films. Applied Physics Letters. 101, (9), 93901 (2012).
  6. Sanehira, E. M., et al. Enhanced mobility CsPbI 3 quantum dot arrays for record-efficiency, high-voltage photovoltaic cells. Science Advances. 3, (10), 4204 (2017).
  7. Jia, Y., Kerner, R. A., Grede, A. J., Rand, B. P., Giebink, N. C. Continuous-wave lasing in an organic-inorganic lead halide perovskite semiconductor. Nature Photonics. 11, (12), 784-788 (2017).
  8. Eaton, S. W., et al. Lasing in robust cesium lead halide perovskite nanowires. Proceedings of the National Academy of Sciences. 113, (8), 1993 (2016).
  9. Yakunin, S., et al. Low-threshold amplified spontaneous emission and lasing from colloidal nanocrystals of caesium lead halide perovskites. Nature Communications. 6, 1-8 (2015).
  10. Fu, Y., et al. Broad Wavelength Tunable Robust Lasing from Single-Crystal Nanowires of Cesium Lead Halide Perovskites (CsPbX3, X = Cl, Br, I). ACS Nano. 10, (8), 7963-7972 (2016).
  11. Jeong, B., et al. All-Inorganic CsPbI 3 Perovskite Phase-Stabilized by Poly(ethylene oxide) for Red-Light-Emitting Diodes. Advanced Functional Materials. 1706401 (2018).
  12. Pan, J., et al. Bidentate Ligand-Passivated CsPbI3Perovskite Nanocrystals for Stable Near-Unity Photoluminescence Quantum Yield and Efficient Red Light-Emitting Diodes. Journal of the American Chemical Society. 140, (2), 562-565 (2018).
  13. Xiao, Z., et al. Efficient perovskite light-emitting diodes featuring nanometre-sized crystallites. Nature Photonics. 11, (2), 108-115 (2017).
  14. Stoumpos, C. C., et al. Crystal growth of the perovskite semiconductor CsPbBr3: A new material for high-energy radiation detection. Crystal Growth and Design. 13, (7), 2722-2727 (2013).
  15. Ilie, C. C., et al. Inkjet printable-photoactive all inorganic perovskite films with long effective photocarrier lifetimes. Journal of Physics Condensed Matter. 30, (18), 18LT02 (2018).
  16. Shoaib, M., et al. Directional Growth of Ultralong CsPbBr3Perovskite Nanowires for High-Performance Photodetectors. Journal of the American Chemical Society. 139, (44), 15592-15595 (2017).
  17. Swarnkar, A., et al. Quantum dot-induced phase stabilization of a-CsPbI3 perovskite for high-efficiency photovoltaics. Science. 354, (6308), 92-96 (2016).
  18. Kumar, M. H., et al. Lead-free halide perovskite solar cells with high photocurrents realized through vacancy modulation. Advanced Materials. 26, (41), 7122-7127 (2014).
  19. Burschka, J., et al. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells. Nature. 499, (7458), 316-319 (2013).
  20. Dirin, D. N., Cherniukh, I., Yakunin, S., Shynkarenko, Y., Kovalenko, M. V. Solution-Grown CsPbBr 3 Perovskite Single Crystals for Photon Detection. Chemistry of Materials. 28, (23), 8470-8474 (2016).
  21. Zhou, H., et al. Vapor Growth and Tunable Lasing of Band Gap Engineered Cesium Lead Halide Perovskite Micro/Nanorods with Triangular Cross Section. ACS Nano. 11, (2), 1189-1195 (2017).
  22. Teng, K. F., Vest, R. W. Application of Ink Jet Technology on Photovoltaic Metallization. IEEE Electron Device Letters. 9, (11), 591-593 (1988).
  23. Habas, S. E., Platt, H. aS., van Hest, M. F. A. M., Ginley, D. S. Low-Cost Inorganic Solar Cells: From Ink To Printed Device. Chemical Reviews. 110, (11), 6571-6594 (2010).
  24. Leenen, M. A. M., Arning, V., Thiem, H., Steiger, J., Anselmann, R. Printable electronics: Flexibility for the future. Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science. 206, (4), 588-597 (2009).
  25. Koolyk, M., Amgar, D., Aharon, S., Etgar, L. Kinetics of cesium lead halide perovskite nanoparticle growth; focusing and de-focusing of size distribution. Nanoscale. 8, (12), 6403-6409 (2016).
  26. Palazon, F., Di Stasio, F., Lauciello, S., Krahne, R., Prato, M., Manna, L. Evolution of CsPbBr 3 nanocrystals upon post-synthesis annealing under an inert atmosphere. Journal of Materials Chemistry C. 4, (39), 9179-9182 (2016).
  27. Scherrer, P. Bestimmung der Größe und der inneren Struktur von Kolloidteilchen mittels Röntgenstrahlen. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse. 2, 98-100 (1918).
  28. Shekhirev, M., Goza, J., Teeter, J., Lipatov, A., Sinitiskii, A. Synthesis of Cesium Lead Halide Quantum Dots. Journal of Chemical Education. 94, (8), 1150-1156 (2017).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics