A getto d'inchiostro stampa tutti gli inchiostri di Perovskite alogenuro inorganici per applicazioni fotovoltaiche
Summary
Un protocollo per la sintesi di ibridi inorganici-piombo-alogenuro perovskite quantum dot inchiostri per la stampa a getto d’inchiostro e il protocollo per la preparazione e stampa degli inchiostri di quantum dot in una stampante a getto d’inchiostro con tecniche di caratterizzazione di post sono presentati.
Abstract
Un metodo per la sintetizzazione fotoattivi inorganici perovskite quantum dot inchiostri e un metodo di deposizione della stampante a getto d’inchiostro, utilizzando gli inchiostri sintetizzati, sono dimostrati. La sintesi di inchiostro si basa su una semplice reazione chimica bagnata e il protocollo di stampa a getto d’inchiostro è un facile metodo di passo dopo passo. Il getto di inchiostro stampato film sottili sono stati caratterizzati dalla diffrazione dei raggi x, spettroscopia di assorbimento ottico, fotoluminescenti spettroscopia e misure di trasporto elettronico. Diffrazione dei raggi x delle pellicole stampate quantum dot indica una struttura cristallina coerenza con una fase di temperatura ambiente ortorombico con orientamento (001). In combinazione con altri metodi di caratterizzazione, le misure di diffrazione di raggi x mostrano film possono essere ottenuti attraverso il metodo di stampa a getto d’inchiostro di alta qualità.
Introduction
Dieter Weber sintetizzato il primo ibridi organici-inorganici ad alogenuri perovskiti nel 19781,2. Circa 30 anni dopo, nel 2009, Akihiro Kojima e collaboratori fabbricati dispositivi fotovoltaici utilizzando la stessa ibridi organici-inorganici ad alogenuri perovskiti sintetizzato da Weber, vale a dire, CH3NH3PbI3 e CH3NH3 PbBr33. Questi esperimenti sono stati l’inizio di una successiva ondata di ricerche incentrate sulle proprietà fotovoltaica di ibridi organici-inorganici ad alogenuri perovskiti. Dal 2009 al 2018, l’efficienza di conversione di potere dispositivo drammaticamente aumentato da 3,8%3 a oltre il 23%4, rendendo ibridi organici-inorganici ad alogenuri perovskiti paragonabile a Si-based celle solari. Come con le perovskiti basati su alogenuri organici-inorganici, le perovskiti basati su alogenuri inorganici iniziò a guadagnare trazione nella comunità di ricerca intorno al 2012 quando è stato misurato l’efficienza del dispositivo fotovoltaico prima di essere 0,9%5. Dal 2012 i tutte le perovskiti basati su alogenuri inorganici hanno percorso una lunga strada con alcuni efficienze di dispositivo misurate per essere oltre 13% come nello studio di 2017 da Sanehira et al. 6 entrambe le perovskiti organici-inorganici basati e trovano applicazioni legate al laser7,8,9,10, di diodi che emettono luce11, 12 , 13, ad alta energia radiazione rilevazione14, foto rilevamento15,16e applicazioni fotovoltaiche naturalmente5,15,17,18 . Quasi nell’ultimo decennio, molte tecniche differenti di sintesi sono emerse da scienziati e ingegneri che vanno dai metodi di soluzione elaborata a vuoto vapor deposition tecniche19,20,21. L’alogenuro perovskiti sintetizzati utilizzando un metodo di soluzione-trattati sono vantaggiosi in quanto possono facilmente essere impiegati come inchiostri per inkjet stampa15.
Nel 1987, il primo riferito uso della stampa a getto d’inchiostro di celle solari è stato presentato. Da allora, gli scienziati e gli ingegneri hanno cercato modi per stampare correttamente tutte le celle solari inorganiche con proprietà interessanti prestazioni e scarsa esecuzione Costa22. Ci sono molti vantaggi a stampa celle solari a getto d’inchiostro, rispetto ad alcuni dei comuni metodi di fabbricazione base vuoto. Un aspetto importante del metodo di stampa a getto d’inchiostro è che materiali basati sulla soluzione sono usati come inchiostri. Questo apre la porta per le prove di molti materiali differenti, quali inchiostri a base di perovskite inorganici, che possono essere sintetizzati dal facile bagnati metodi chimici. In altre parole, stampa a getto d’inchiostro di materiali della pila solare è un percorso di basso costo per prototipazione rapida. Stampa a getto d’inchiostro ha anche il vantaggio di essere in grado di stampare grandi aree su substrati flessibili e stampare da design a bassa temperatura in condizioni atmosferiche. Inoltre, la stampa inkjet è molto adatto per la produzione di massa consentendo per implementazione realistica di roll-to-basso costo23,24.
In questo articolo, discutiamo prima i passaggi necessari per sintetizzare inchiostro inorganici perovskite quantum dot stampa. Quindi, descriviamo i passaggi aggiuntivi per la preparazione di inchiostri per la stampa e le procedure attuali per inkjet stampa un film fotoattivo utilizzando una stampante a getto d’inchiostro disponibili in commercio. Infine, si discute la caratterizzazione dei film stampato che è necessaria garantire che i film sono di composizione di cristallo per le prestazioni del dispositivo di alta qualità e del prodotto chimico adeguato.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ci sono molti parametri coinvolti nel processo di stampa a getto d’inchiostro che colpiscono la pellicola stampata finale. La discussione di tutti quei parametri esula dall’ambito del presente protocollo, ma poiché questo protocollo si concentra su una soluzione a base di sintesi e metodo di deposizione, è opportuno dare un breve confronto ad altri metodi di deposizione basata su soluzione ben noto: il rivestimento per rotazione metodo e il metodo racla.
Il metodo di rivestimento per rotazio…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation, attraverso il MRSEC Nebraska (Grant DMR-1420645),-1565692 e-145533 così come il centro di Nebraska for Energy Science Research.
Materials
| 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 |
References
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