Blekkskrivere skriver ut alle uorganiske metallhalid Perovskite blekkfarger for Photovoltaic programmer

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

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.

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

En metode for å syntetisere fotoaktive uorganiske perovskite quantum dot blekk og en inkjet-skriver deponering metode, bruke syntetisert blekk, er vist. Blekk syntese er basert på en enkelt våt kjemisk reaksjon og inkjet-utskriftsprotokollen er en lettvint metode for trinnvis. Blekk trykt tynne filmer har vært preget av X-ray Diffraksjon, optisk absorpsjon spektroskopi, photoluminescent spektroskopi og elektronisk transport målinger. X-ray Diffraksjon trykte quantum dot filmer angir en krystallstruktur samsvar med en orthorhombic romtemperatur fase med (001) retning. Sammen med andre metoder for karakterisering viser X-ray Diffraksjon målingene høy kvalitet filmer kan oppnås gjennom metoden for inkjet-utskrift.

Introduction

Dieter Weber syntetisert den første organisk-uorganiske hybrid metallhalid perovskites i 19781,2. Omtrent fabrikkert 30 år senere i 2009, Akihiro Kojima og samarbeidspartnere photovoltaic enheter som bruker den samme organisk-uorganiske hybrid metallhalid perovskites syntetisert av Weber, nemlig, CH3NH3PbI3 og CH3NH3 PbBr33. Disse eksperimentene var begynnelsen på en påfølgende flodbølge av forskningen fokuserer på egenskapene photovoltaic organisk-uorganiske hybrid metallhalid perovskites. 2009-2018, apparat makt konvertering effektivitet dramatisk økt fra 3.8%3 over 23%4, gjør organisk-uorganiske hybrid metallhalid perovskites sammenlignes Si-baserte solceller. Som med den organisk-uorganiske metallhalid-baserte perovskites startet uorganisk metallhalid-baserte perovskites få trekkraft i forskningen fellesskapet rundt 2012 når den første effektiviteten for photovoltaic enheten ble målt skal 0,9%5. Siden 2012 har alle uorganiske metallhalid-baserte perovskites kommet langt med noen enhet effektivitet målt til å være over 13% i 2017 studiet av Sanehira et al. 6 både organisk baserte og uorganisk-baserte perovskites finne programmer knyttet til lasere7,8,9,10, lys utslipp dioder11, 12 , 13, høy energi stråling oppdagelsen14, foto oppdagelsen15,16, og selvfølgelig photovoltaic programmer5,15,17,18 . Nesten det siste tiåret, mange forskjellige syntese teknikker har kommet fra forskere og ingeniører fra behandlet løsningsmetoder støvtørking damp deponering teknikker19,20,21. Metallhalid perovskites syntetisert bruker en løsning-bearbeidet metoden er fordelaktig som de kan enkelt brukes som blekkfarger for inkjet utskrift15.

I 1987 rapporterte først bruk av inkjet utskrift av solceller ble presentert. Siden da forskere og ingeniører har søkt måter å skrive ut alle uorganiske solceller med attraktive ytelsesegenskaper og lav implementeringen koster22. Det er mange fordeler å inkjet utskrift solceller, sammenlignet med noen av de vanlige metodene som vakuum basert fabrikasjon. Et viktig aspekt av metoden for inkjet-utskrift er at løsningen-basert materiale brukes som blekkfarger. Dette åpner døren for studier av mange forskjellige materialer, for eksempel uorganisk perovskite blekk, som kan syntetiseres av lettvinte våt kjemiske metoder. Med andre ord, er inkjet utskrift av solcelle materialer en rimelig rute rapid prototyping. Inkjet utskrift har også fordelene av å kunne skrive ut store områder på fleksible underlag og av design ved lave temperaturer i atmosfæriske forhold. Videre er inkjet utskrift svært egnet for masseproduksjon tillater realistisk lavpris roll-til-Rull implementering23,24.

I denne artikkelen diskutere vi først trinnene involvert med syntetisere uorganiske perovskite quantum dot blekkfarger for inkjet utskrift. Deretter beskriver vi de andre trinnene for å forberede blekk for utskrift og faktiske prosedyrer for blekkskrivere skriver ut en fotoaktive film bruker en vanlig blekkskriver. Til slutt, vi diskutere karakterisering av de trykkede filmene som er nødvendig for å sikre filmene er riktig kjemiske og krystall komposisjon for høy kvalitet enhet ytelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

FORSIKTIG: Kontakt lab sikkerhetsdatablader (MSDS) før du fortsetter. Kjemikaliene som brukes i disse syntese protokollene har tilknyttede helsefare. I tillegg har nanomaterialer ytterligere farer i forhold til deres bulk motpart. Bruk alle nødvendige sikkerhets praksis når du utfører en nanocrystal reaksjonen inkludert bruk av avtrekksvifte eller glovebox og den riktig personlig verneutstyr (vernebriller, hansker, laboratoriefrakk, bukser, lukket-toe sko, etc.).

1. forløper syntese

  1. Cesium oleate forløper syntese
    Merk: Cesium oleate er syntetisert under et N2 miljø.
    1. Legg 0.203 g av cesium karbonat (Cs2CO3), 10 mL av octadecene (ODE) og 1.025 mL oljesyre (OA) til tre necked rundt bunnen røring kolbe. Tre necked runde bunnen kolbe for cesium oleate forløper er merket 1 i figur 1a.
    2. Plassere et termometer eller thermocouple i en av de nakken via en gummipropp.
    3. Plasser en gummi septum i en av gjenværende nakken og deretter legge den tredje og siste halsen til en nitrogen gass linje via en Schlenk linje. Sett blandingen under en gass nitrogen atmosfære.
    4. Varm blandingen 150 ° c med konstant omrøring en omrøring hastigheten på 399 mm/s med en 2,54 cm magnetic røre bar til Cs2CO3 fullt oppløses.
    5. Senk temperaturen til 100 ° C å unngå nedbør og nedbryting av cesium oleate og la stirring på samme omrøring hastigheten som i trinn 1.1.4.
  2. Oleylamine-PbBr2 forløper syntese
    Merk: Oleylamine-PbBr2 forløper er syntetisert under et N2 miljø.
    1. Legg 37,5 mL av ODE 7,5 mL oleylamine (OAm), 3.75 mL OA og 1.35 mmol av PbBr2 i ytterligere tre necked rundt bunnen røring kolbe. Tre necked rundt bunnen gripende kolbe for OAm-PbBr2 er merket 2 i figur 1a. Figur 1b viser ublandet forløper løsningen.
    2. Plassere et termometer eller thermocouple i en av nakken og plassere en slags polymer film rundt termometer/thermocouple forsegle halsen, se figur 1.
    3. Plasser en gummipropp i en av gjenværende nakken og deretter legge tredje og siste halsen til nitrogen gass linje via en Schlenk linje. Plasser blandingen under gass nitrogen atmosfære.
    4. Varm blandingen 100 ° c med konstant omrøring en omrøring hastigheten på 599 mm/s med magnetic røre bar til PbBr2 er fullstendig oppløst. Forløperen løsningen under konstant omrøring vises i figur 1c og fullstendig oppløst forløper løsningen er vist i figur 1d.
    5. Varm blandingen 170 ° c med konstant omrøring, merke blandingen gjennomgår en fargeendring til mørk gul når nå 170 ° C sett i figur 1d. forlater røring under 170 ° C varme.

2. CsPbBr3 Quantum Dot syntese

  1. Bruke en 2 mL sprøyte glass, med en 10 cm lang 18 gauge nål, ekstra 1.375 mL av cesium oleate forløper fra tre halsen kolbe gjennom den gummi septum som vist i figur 2en.
  2. Raskt injisere, via den gummi septum, den 1.375 mL av cesium oleate forløper i tre halsen flasken inneholder OAm-PbBr2 forløperen, som vist i figur 2b. Det bør være en observerbar fargeendring, en strålende gul-grønn, som vist i figur 2c.
  3. Etter sprøytebruk cesium oleate forløper, vente 5 s, Fjern tre halsen kolbe fra varmen og dyppe tre-hals runde bunnen flasken i en is/vannbad ved 0 ° C, som vist i Figur 3et.
  4. Skille løsningen i tre halsen kolbe like i 2 test-rør, omtrent 25 mL per reagensglasset.
  5. Legge til 25mL aceton hver supernatant løsninger og del med sentrifuge med parameterne nedenfor.
  6. Skille kvante prikker ved hjelp av en sentrifuge 2431.65 x g i 5 min på romtemperatur innstillingen, som vist i figur 3b.
  7. Skille supernatant og sentrifugeres kvante prikker, som vist i Figur 3 c, ved å helle nedbryting i en tom reagensglasset.
  8. Til slutt, oppløse de separerte kvante prikkene i 10-25 mL av hexanes eller cyclohexanes. Denne løsningen kan deretter brukes som en trykkfarge i de blekkskriver kassettene for utskrift tynne filmer.
    Merk: En kommersielt tilgjengelig blekkskriver ble brukt til å skrive ut alle quantum dot tynne filmer av uorganiske metallhalid-baserte perovskite blekk. I denne protokollen substratene for formløse glass og Indium tinn oksid belagt polyetylentereftalat (ITO/PET) ble brukt under mål. For å sikre at substrat overflate feilfri før utskrift, ble substrater renset bruker en aceton vask etterfulgt av en metanol vask.

3. rengjøring i hodet

  1. Først kontrollere at skriveren er koblet til og slått på for å få tilgang til blekkpatroner og hodet.
  2. Fjerne Blekkassettene fra skriveren hodet, åpne toppen av skriveren og vente på blekkpatronene tilbake i midtstilling og de røde lysene under blekkpatronene atmosfære og deretter fjerne alle patroner.
  3. Flytt skrivehodet litt til høyre og dra ut vakten blekk skuffen slik at skuffen for å holde på plass som vist i Figur 4. Nå på baksiden av blekk skuffen og knip plast skillet skille de to halvdelene av skrivehodet. Trekk forsiktig og skrivehodet fjernes lett.
  4. Forberede en parabolen med noen millimeter varmt vann for å rense skrivehodet. Sett skrivehodet i vannet med sprekker nederst neddykket. Unngå kontakt mellom de grønne elektroniske delene på baksiden og vann fordi dette har potensial til å gjøre skade på skrivehodet.
  5. Bruke en pipette og varmt vann for å slippe vann på motstander. La skrivehodet være sitter i varmt vann i 1-2 h.
  6. Når ferdig soaking i varmt vann, plasserer skriveren hodet på en lab vev og la tørke minst 20 min. unngå tørke nederst på skrivehodet fordi fiber fra tørke kan sette seg fast i åpninger der blekk er utlevert.
  7. Hjem skrivehodet posisjon presse vakten tilbake til utgangsstillingen.

4. skrive ut Perovskite Quantum Dot blekk

Merk: Denne protokollen bruker en blekkskriver som inkluderer muligheten til å skrive ut CD-etiketter på CDer ved hjelp av en stiv CD-plateskuffen. Det anbefales før utskrift perovskites, at en klippe ut en ønsket form og størrelse på underlaget og deretter skrive ut den nøyaktige størrelsen og formen på ønsket substratet på CD disken selv med svart blekk, som vist i figur 5.

  1. Tegne en rett linje på kant av disken, og fortsette på CD plateskuffen. På denne måten malen CD kan bli stilt opp på samme måte hver gang, og slik blekk trykt på ønsket sted.
  2. Plass underlaget over blekk bilder skrives ut på disken. Underlaget kan holdes på plass med dobbeltsidig tape eller noen andre selvklebende, som vist i figur 5b.
  3. Før du fyller blekkpatronene, kontroller oransje dekselet er riktig installert på bunnen av blekkpatronen, som vist i figur 6en. Dette hindrer blekk renner ut i bunnen av kassetten.
  4. Når blekk-løsning er gjort, som i trinn 2.9, og dekselet er på patronen, bruk en pipette for å injisere quantum dot blekket i toppen av blekkpatronen, som vist i figur 6en.
    Merk: Quantum dot håndskriften blir absorbert av svamp før det blir mettet og gjenværende håndskriften lagres i rommet ved siden av svamp. Unngå over fylle denne kupeen, fordi blekket kan flykte fra toppen når det blir nesten full.
  5. Når kassetten er fylt til ønsket mengde, plugg topp med gummi stopper og fjern forsiktig oransje bunndekselet. Være forberedt på litt blekk å flykte gjennom bunnen når du utfører denne handlingen.
  6. Plasser blekkpatronen i skriveren hodet og være sikker på at den knepper på plass, som vist i figur 6b, setter du inn gjenstående blekkpatronene, tomt eller full før du fortsetter til neste trinn, som vist i figur 6c.
  7. Lukke opp skriveren og vente på skriveren hodet tilbake til høyre side av skriveren.
  8. Kontroller at fargen på bilder skrives tilsvarer patron fargen som inneholder kvante prikker. Et solid image av cyan, magenta og gul er funnet for å fungere best (svart er vanskelig fordi det er to svarte kassetter).
  9. Klikk skriver nederst til høyre og følg den på skjermen instruksjoner.
  10. Mens skriveren varmer, sjekk at disken er riktig justert på disk skuffen, slik at bildet på skjermen ut nøyaktig hvor forventet.
  11. En instruksjon vises på skjermen som dirigerer brukeren åpne disk deksel på skriveren og sett inn disk skuffen som inneholder disken inn i maskinen. Utfør denne handlingen og Trykk Fortsett (oransje blinker) på skriveren eller klikk "OK"-knappen på skjermen, som vist i figur 7a og 7b.
  12. På dette punktet godtar skriveren disk skuffen og skrive ut perovskites på underlaget, etter at utskriften er ferdig. Sjekk er at blekk faktisk trykkes på underlaget som tilstopping et vanlig problem.
    1. Holder en ultra violet (UV)-lampe over underlaget, Hvis utskriften ikke fungerte det vil være noe lignende figur 7c; ellers vil det være luminescing film som i figur 7d hvis over protokollen arbeidet riktig.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Krystallstruktur karakteristikk

Karakterisere krystallstruktur er viktig om syntesen av uorganiske perovskites. X-ray Diffraksjon (XRD) ble utført i luften ved romtemperatur på en diffractometer med en 1,54 Å bølgelengde Cu-Kα lyskilde. Ved hjelp av ovennevnte protokoller skal føre til en romtemperatur orthorhombic krystallstruktur for CsPbBr3 quantum dot blekkfargene som vist i Figur 8en.

XRD resultater, som vist i Figur 8a, angi at krystallinske CsPbBr3 QD blekk opprettholde en orthorhombic romtemperatur perovskite struktur etter blekk trykking, god avtale med rapporter i litteraturen8 , 15 , 25 , 26. the Scherrer ligningen27 kan brukes sammen med en standard Lorentzian distribusjon passende funksjon (220) Bragg toppen, til å angi quantum punktum, som i dette tilfellet er omtrent 5,5 nm i diameter. Scherrer ligningen er vist nedenfor,
Equation
der D er diameteren på quantum dot, k er en dimensjonsløs form faktor, λ er X-ray bølgelengdeområdet, β er i full bredde på halv-maksimalt toppen i radianer og θ er Bragg Diffraksjon vinkelen. En form faktor, k = 0.89 som brukes for kuben som nanopartikler, ble benyttet i beregninger28.

Optisk absorpsjon og Photoluminescence spektroskopi karakteristikk

Det er velkjent at den optiske egenskapene av disse uorganiske perovskite kvante prikker er følsomme for quantum prikk-størrelse og støkiometri av uorganisk (kasjon) og metallhalid (anion) atomer. Små endringer i størrelsen eller støkiometri av kvante prikker vil føre til ulike absorpsjon og luminescence profiler. Optisk absorpsjon og photoluminescence ble utført med en Deuterium-Halogen lyskilden utstyrt med en infrarød UV-Near (UV-NIR) høy oppløsning spektrometer, der deuterium lampe bølgelengdeområde er 210-400 nm og Halogen lampe bølgelengde området er 360-1500 nm. Figur 8b, photoluminescence profilen (svart kurve) for CsPbBr3 vises og peak er ≈ 520 nm. Tilsvarende i Figur 8b, optisk absorpsjon profilen (rød kurve) for CsPbBr3 er vist med en excitonic topp observert rundt 440 nm. Over protokollen hvis utført skal resultere i en photoluminescence og absorpsjon profil som vist i Figur 8b.

Elektronisk Transport karakteristikk

En sourcemeter, en picoammeter og et multimeter ble brukt til å måle nåværende-spenning (I-V) kurvene. En impedans analyserer ble brukt til å måle kapasitans spenning (C-V) kurver. IV og C-V målinger ble tatt for trykkede filmer under mørke og lyse forhold, som vist i Figur 8 c og 8 d. Uten lys ble en mørk strøm av 1.3 pA 1.0 V brukt spenning målt. Under belysning, med lyskilde fluences 14,1 mW/cm2, målt gjeldende økt lineært til 2.64 mA til 1,0 V brukt spenning. En betydelig null strøm, under lys belysning, viser at filmen er fotoaktive. Filmene kan stille svært høye/på prosenter, så høyt som 109, som antyder god potensielle programmer knyttet til photodetection.

Filmene viser svært lav kapasitans under mørke forhold når ingen belysning er til stede, som kan ses i Figur 8d. Under lys belysning null-bias målt kapasitans øker til 14.45 nF. Når under lys belysning en målt null kapasitans null-bias er en indikasjon at filmene er fotoaktive.

Figure 1
Figur 1: Quantum Dot forløper syntese. (a) cesium oleate prekursor i tre necked kolber 1 og OAm-PbBr2 forløperen i tre necked kolbe merket 2. (b) å sette oleylamine og PbBr2 i tre necked kolbe. (c) blanding og oppvarming OAm-PbBr2 forløper løsning. (d) OAm-PbBr2 forløper er fullstendig oppløst, merke mørk gul fargen endre. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: forløper injeksjon metode. (a) trekker ut 1.375 mL av cesium oleate for injeksjon. (b) injeksjonsbruk cesium oleate OAm-PbBr2 løsning. (c) rask fargeendring og dannelse av quantum dot løsning. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: bad og sentrifugering. (a) syntetisert quantum dot løsning plassert i isen bad (b) to rør med like mengder løsning i sentrifuge. (c) quantum dot pulver nederst i reagensglasset med supernatant løsning på toppen innlegg sentrifugering. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: kutte substrat og feste til utskrift mal. a skjære ut ITO/kjæledyr substrat. (b) utskrift mal med vedlagte substrat. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: fjerne skrivehode. (a) skrivehodet kan fjernes ved å trykke høyre litt som angitt med pil. (b) etter skrivehodet er fjernet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6: lasting blekkpatroner med Quantum Dot blekk. (a) injisere blekkfarger i blekkpatroner via en pipette. (b) sette inn fylt blekk patronen skrivehodet. (c) sette inn resterende tomme blekkpatroner til skrivehodet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 7
Figur 7: utskrift og kvalitetskontroll. (a) å sette inn CD-skuffen på skriveren. (b) ved å trykke knappen oransje blinkende å starte trykkeprosess. (c) en mislykket utskrift som ingen film finnes under UV-lys. (d) en vellykket utskrift som indikert av tilstedeværelsen av filmen under UV-lys. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 8
Figur 8: Post utskrift karakterisering. (a) X-ray Diffraksjon spektrum for CsPbBr3. (b) optisk absorpsjon spektrum (rød kurve) og photoluminescence spectrum (svart kurve). (c) nåværende-spenning spektrum for CsPbBr3 under belysning (rød kurve) og i mørket (blå kurve). (d) kapasitans spenning spektrum for CsPbBr3 under belysning (rød kurve) og i mørket (blå kurve). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Det er mange parametere involvert i inkjet utskriftsprosessen som påvirker den endelige trykte filmen. Diskusjon av alle disse parametrene er utenfor omfanget av denne protokollen, men som denne protokollen fokuserer på en løsning-basert syntese og deponering metoden, er det hensiktsmessig å gi en kort sammenligning med andre kjente solution-baserte deponering måter: den spin belegg og legen blad-metoden.

Metoden spinn belegg er veldig rask, produserer uniform filmer og lav kostnad. Filmen tykkelsen kan endres ved å justere viskositet og rotasjonshastighet på spin-coater. Spin belegg er kjent for å være veldig bortkastet, fordi de fleste av materialet er utløst av overflaten etter spinning. Spin belegg er også treg fordi prosessen er utvalget av eksempel, dermed spinn belegg er ikke egnet for storskala behandling. På den andre siden er metoden legen blad som også lave kostnader og enkel. Den virkelige fordelen er uniform tykkelsen på filmene, men legen blad metoden er veldig treg og avfall av materialer. Inkjet utskrift som både spinn belegg og legen blad er lave kostnader. Skrive ut av design er en stor fordel til inkjet utskrift forhold til legen-blading og spinn belegg. Inkjet-utskrift er også svært effektiv når det gjelder materialer brukt mot materialer bortkastet. Inkjet utskrift er også velegnet for store områder og rask prototyping. Disse funksjonene foreslår inkjet utskrift har stort potensial for roll-til-Rull produksjon med en ekstra combinatoric funksjon.

Selv om blekkskrivere utskrift er en lovende deponering teknikk det er noen begrensninger: skriver hodet tilstopping, begrenset antall utskrivbar løsemidler og filmen homogenitet. Den største begrensningen i forhold til allsidighet gjelder løsemidler brukes i skriveren, ikke alle er hensiktsmessig og i noen tilfeller kan skade utskrift komponentene. For eksempel, er det nok ikke en god idé å bruke aceton som blekk løsemiddel, som dette vil tørke ut eller oppløse noen av komponentene som skriveren. Noen løsemidler får utvidelse av gummi pakninger i hodet og andre områder. Hvis alt synes å ha utvidet i utskriftsprosessen, plasserer den i varmt vann i 10 min og la dem tørke helt tilbake til normal størrelse.

Tett skriver hoder er en annen hindring å holde dem rene er et viktig skritt i denne protokollen. Skriveren komponentene må holdes rene før til og legge utskrift. Hodet inneholder metallisk motstander med gummi pakninger rundt dem i hver av blekkpatron sporene. Pakninger tjene formålet av å holde en forsegling mellom blekkpatronen og i hodet. Det er viktig å holde skrivehodet og pakninger så rene som mulig. Videre, være forsiktig når du fjerner pakninger som de kan bli skadet ved fjerning.

Realisering av lav pris og høy ytelse utskrivbar solcelle materialer er en avenue for å oppnå høy effektivitet, høy stabilitet og billig energi generasjon i nisje programmer, det kan fortsatt ha distribusjon i stor skala, men hvor Silicon-basert materiale er ikke konkurransedyktige. Videre gir er lett roll-til-Rull kompatibel inkjet utskrift metoden grunnlag for realistisk skalerbar "utskrivbar" elektronikk. Med et stort antall tilgjengelige underlag og blekk gir blekk utskrift tilgang til fabrikasjon av lett, fleksibel, lavt strømforbruk elektroniske enheter for en rekke applikasjoner. Transistorer til quantum dot skjermer solcellepanel, inkjet utskrift er et spennende felt av apparat fabrikasjon og viser store løftet. Hvis brukt sammen med en rekke design regler inkjet utskrift kan brukes som et verktøy for tekniske utskrivbar materialer med egenskapene for programmer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen økonomiske interessekonflikter og ikke avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av National Science Foundation, gjennom Nebraska MRSEC (Grant DMR-1420645), CHE-1565692, og CHE-145533 samt Nebraska sentrum for Energy Science Research.

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