Questo lavoro fornisce una dettagliata procedura sperimentale per la deposizione di Sb2S3 su un layer di mesoporosi TiO2 utilizzando un SbCl3-una soluzione complessa tiourea per applicazioni in Sb2S3-sensibilizzato le celle solari. Questo articolo determina inoltre i fattori chiave che regolano il processo di deposizione.
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Articolo metodologico
Fattori che influenzano le prestazioni di Sb2S3chiave-sensibilizzato celle solari durante un Sb2S3 deposizione via SbCl3-soluzione-elaborazione complessa di tiourea
In questo articolo
Sommario
Abstract
SB2S3 è considerato come uno degli assorbitori luce emergenti che possono essere applicati alle celle solari di nuova generazione grazie alle sue uniche proprietà ottiche ed elettriche. Recentemente, abbiamo dimostrato il suo potenziale come celle solari di nuova generazione con la realizzazione di un'elevata efficienza fotovoltaica di > 6% in Sb2S3-sensibilizzato celle solari utilizzando una semplice tiourea (TU)-basato su metodo di soluzione complessa. Qui, descriviamo le principali procedure sperimentali per la deposizione di Sb2S3 su uno strato di mesoporosi TiO2 (mp-TiO2) utilizzando una soluzione complessa di SbCl3- TU nella fabbricazione di celle solari. In primo luogo, la soluzione di - TU3SbCl è sintetizzata dissolvendo SbCl3 e TU in N, N- dimetilformammide a diversi rapporti molari di SbCl3: tu Quindi, la soluzione è depositata su substrati come preparato composto da mp-TiO2Espanola2-blocco livello/F-drogato SnO2 vetro di spin-coating. Infine, per formare cristallina Sb2S3, i campioni vengono ricotti in un N2-riempito portaoggetti a 300 ° C. Gli effetti dei parametri sperimentali sulle prestazioni dispositivo fotovoltaico inoltre sono discussi.
Introduzione
Calcogenuri base di antimonio (Sb-Chs), tra cui Sb2S3, Sb2Se3, Sb2(S, Se)3e CuSbS2, sono considerati materiali emergenti che possono essere utilizzati nelle celle solari di nuova generazione1 ,2,3,4,5,6,7,8. Tuttavia, dispositivi fotovoltaici basati su Sb-Chs assorbitori di luce non hanno ancora raggiunto l'efficienza di conver....
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Protocollo
1. Sintesi della soluzione TiO2- BL
- Preparare 2 flaconi trasparenti con un volume di 50 mL.
- Aggiungere 20 mL di etanolo per 1 fiala (V1) e sigillare V1.
- Trasferire un N2V1-riempito portaoggetti con un sistema di umidità controllato di H2O livello di < 1 ppm.
- Aggiungere mL 1,225 di titanio (IV) isopropossido (TTIP) a V1 utilizzando una siringa con un filtro da 0,45 µm di PVDF e delicatamente mescolare l'impasto per almeno 30 min.
Nota: Questo passaggio deve essere eseguito in un vano portaoggetti (o in condizioni di umidità molto bassa) poiché TTIP è altamente sensibile all'umidità. Se la soluz....
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Risultati
La figura 1 Mostra una rappresentazione schematica delle procedure sperimentali per la deposizione di3 2S Sb sul substrato di vetro di mp-TiO2Espanola2- BL/FTO. D Figura 1 Mostra lo schema di un tipico prodotto fabbricato con il metodo descritto nel presente documento e le proprietà di base. Il modello principale diffrazione di raggi x (XRD) è ben abbinato con quello di un stibnite Sb
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Discussione
TiO2- BL è ampiamente utilizzato come strato foro di blocco nelle celle solari. Come illustrato nella Figura 2, le prestazioni del dispositivo a seconda dello spessore di TiO2- BL è stata osservata una grande differenza. Pertanto, lo spessore dovrebbe essere ottimizzato per ottenere le migliori prestazioni del dispositivo generale, perché criticamente agisce come strato foro di blocco per impedire il contatto diretto tra FTO e foro-trasporto materiali1.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal Daegu Gyeongbuk Istituto di scienza e tecnologia (DGIST) R & D programmi del Ministero della scienza e ICT, Repubblica di Corea (borse di studio n. 18-ET-01 e 18-01-HRSS-04).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Alcool etilico, puro, >99,5% | Sigma-Aldrich | 459836 | |
| Titanio(IV) isopropossido 97% | Aldrich | 205273 | |
| acido nitico, reagente ACS, 70% | Sigma-Aldrich | 438073 | |
| Thiourea | Sigma-Aldrich | T7875 | |
| N, N-dimetilformammide, anidra, 99,8% | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| TiO2 pasta con particelle da 50 nm | ShareChem | SC-HT040 | |
| Poli(3-esiltiofene) | 1-Materiale | PH0148 | |
| Clorobenzene | Sigma-Aldrich | 284513 | |
| FTO/vetro (8 Ohmos/sq) | Pilkington | ||
| Spin coater | DONG AH TRADE CORP | ACE-200 | |
| Piastra riscaldante | AS ONE Corporation | HHP-411 | |
| Scatola a guanti | KIYON | KK-021AS | |
| UV OZONO Cleaner | AHTECH LTS | AC-6 | |
| Forno | WiseTherm | FP-14 | |
| Spettroscopia di assorbimento UV/Vis | PerkinElmer | Lambda 750 | |
| Evaporatore multifunzione con scatola a guanti | DAEDONG HIGH TECHNOLOGIES | DDHT-SDP007 |
Riferimenti
- Choi, Y. C., Lee, D. U., Noh, J. H., Kim, E. K., Seok, S. I. Highly Improved Sb2S3 Sensitized-Inorganic-Organic Heterojunction Solar Cells and Quantification of Traps by Deep-Level Transient Spectroscopy. Advanced Functional Materials. 24 (23), 3587-3592 (2014).
- Kim, D. -H., et al. Highly reproducible planar Sb2S3-sensitized solar cells based on atomic layer deposition. Nanoscale. 6 (23), 14549-14554 (2014).
- Choi, Y. C., ....
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Ristampe e permessi
