Summary
यह काम sb 2 एस3 के एक mesoporous TiO2 परत परएक SbCl3-thiourea में अनुप्रयोगों के लिए जटिल समाधान sb2एस3का उपयोग कर के जमाव के लिए एक विस्तृत प्रयोगात्मक प्रक्रिया प्रदान करता है-संवेदी सौर कोशिकाओं । यह आलेख भी जमाव प्रक्रिया को नियंत्रित करने वाले मुख्य कारकों को निर्धारित करता है ।
Abstract
Sb2S3 उभरते प्रकाश अवशोषक है कि अपनी अनूठी ऑप्टिकल और बिजली के गुणों की वजह से अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के लिए लागू किया जा सकता है में से एक के रूप में माना जाता है । हाल ही में, हम के रूप में अपनी क्षमता का प्रदर्शन अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं के एक उच्च फोटोवोल्टिक दक्षता प्राप्त करने के द्वारा > Sb में 6%2एस3-संवेदी सौर एक सरल thiourea (टू) का उपयोग कर कोशिकाओं-जटिल समाधान विधि आधारित है । यहां, हम एक mesoporous tio2 (mp-tio2) परत एक SbCl3-सौर कोशिकाओं के निर्माण में TU जटिल समाधान का उपयोग करने पर Sb2एस3 के जमाव के लिए प्रमुख प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं का वर्णन । सबसे पहले, SbCl3-tu समाधान SbCl 3 और एन में tu , n-dimethylformamide 3: tu के विभिंन दाढ़ अनुपात में-भंग द्वारा संश्लेषित है । फिर, समाधान के रूप में तैयार की सांसद से मिलकर सब्सट्रेट-TiO2/TiO2-परत अवरुद्ध/एफ-मैगनीज SnO2 ग्लास स्पिन कोटिंग द्वारा जमा किया जाता है । अंत में, क्रिस्टलीय Sb2एस3फार्म के लिए, नमूनों में एक N2-भरा दस्ताने बॉक्स में annealed है ३०० ° c । फोटोवोल्टिक डिवाइस के प्रदर्शन पर प्रयोगात्मक मापदंडों के प्रभाव पर भी चर्चा कर रहे हैं ।
Introduction
सुरमा-आधारित chalcogenides (sb-Chs), सहित sb2 एस3, sb2Se3, sb2(एस, एसई)3, और CuSbS2, उभरती सामग्री है कि अगली पीढ़ी के सौर कोशिकाओं में इस्तेमाल किया जा सकता है 1 माना जाता है ,2,3,4,5,6,7,8. हालांकि, फोटोवोल्टिक Sb पर आधारित उपकरणों-Chs प्रकाश अवशोषक अभी तक 10% बिजली रूपांतरण क्षमता (PCE) के लिए व्यवहार्य व्यावसायीकरण प्रदर्शन की आवश्यकता तक पहुंच नहीं है ।
इन सीमाओं को दूर करने के लिए, विभिंन तरीकों और तकनीक लागू किया गया है, जैसे कि एक thioacetamide प्रेरित सतह उपचार1, एक कमरे के तापमान जमाव विधि4, एक परमाणु परत जमाव तकनीक2, और के उपयोग colloid डॉट क्वांटम डॉट्स6. इन विभिंन तरीकों के अलावा, समाधान प्रसंस्करण एक रासायनिक स्नान अपघटन के आधार पर उच्चतम प्रदर्शन1प्रदर्शित । हालांकि, रासायनिक प्रतिक्रिया और बाद उपचार के एक सटीक नियंत्रण के लिए सबसे अच्छा प्रदर्शन1,3को प्राप्त करने के लिए आवश्यक हैं ।
हाल ही में, हम उच्च प्रदर्शन के लिए एक सरल समाधान प्रसंस्करण विकसित Sb2S3-संवेदी सौर एक SbCl3-thiourea (टू) जटिल समाधान3का उपयोग कर कोशिकाओं । इस विधि का प्रयोग, हम एक गुणवत्ता sb2एस एक नियंत्रित sb/s अनुपात है, जो एक सौर सेल के लिए लागू किया गया था ६.४% PCE के एक तुलनीय डिवाइस प्रदर्शन प्राप्त करने के साथ3 s बनाना कर रहे थे । हम भी प्रभावी ढंग से प्रसंस्करण समय को कम करने में सक्षम थे के बाद से Sb2एस3 एक एकल कदम जमाव द्वारा गढ़े गया था ।
इस काम में, हम एक Sb2एस mesoporous tio2 (सांसद-tio2)/TiO2 अवरुद्ध परत (tio2-बीएल)/F-doped SnO2 से मिलकर सब्सट्रेट पर3 जमाव के लिए विस्तृत प्रयोगात्मक प्रक्रिया का वर्णन ( FTO) Sb के निर्माण के लिए ग्लास2एस3-SbCl3के माध्यम से संवेदनशील सौर कोशिकाओं-टू जटिल समाधान-3प्रसंस्करण । इसके अलावा, तीन प्रमुख एक Sb2एस3 जमाव के पाठ्यक्रम में फोटोवोल्टिक प्रदर्शन को प्रभावित कारकों की पहचान की और चर्चा की थी । विधि की अवधारणा को आसानी से धातु sulfides पर आधारित अन्य संवेदी-प्रकार सौर कोशिकाओं को लागू किया जा सकता है ।
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Protocol
1. TiO2-बीएल समाधान का संश्लेषण
- एक ५० मिलीलीटर की मात्रा के साथ 2 पारदर्शी शीशियों तैयार करते हैं ।
- 1 शीशी (v1) के लिए इथेनॉल के 20 मिलीलीटर जोड़ें और v1 सील ।
- < 1 पीपीएम के एक एच2ओ स्तर के एक नमी नियंत्रित प्रणाली के साथ एक N2-भरा दस्ताने बॉक्स के लिए V1 स्थानांतरण ।
- टाइटेनियम की १.२२५ मिलीलीटर (IV) isopropoxide (TTIP) V1 के लिए एक ०.४५ µm PVDF फिल्टर के साथ एक सिरिंज का उपयोग कर जोड़ें और धीरे के लिए मिश्रण हलचल कम से कम 30 मिनट.
नोट: यह कदम एक दस्ताने बॉक्स में किया जाना चाहिए (या बहुत कम नमी की स्थिति के तहत) के बाद से TTIP अत्यधिक नमी के प्रति संवेदनशील है । TTIP समाधान पारदर्शी नहीं है या सफेद हाला समाधान के अंदर मनाया जाता है, तो यह नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि एक अवांछनीय प्रतिक्रिया पहले से ही समाधान के अंदर आ गया है । - अन्य तैयार शीशी (V2) में, िनॉ3 के 18 μL जोड़ें (७०%) और एक micropipette का उपयोग कर इथेनॉल के 20 मिलीलीटर के लिए एच2ओ के १३८ μL और धीरे से न्यूनतम 30 मिनट के लिए मिश्रण हलचल.
नोट: यह चरण एक दस्ताने बॉक्स में नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि एच2ओ का प्रयोग किया जाता है । - V1 समाधान में V2 समाधान डालने और 2 से अधिक के लिए हलचल को पारदर्शी ०.१ M TiO2-बीएल समाधान संश्लेषण द्वारा 2 समाधान मिक्स ।
नोट: अंतिम समाधान पारदर्शी होना चाहिए । यदि समाधान पारदर्शी नहीं है, तो इसे एक पारदर्शी समाधान प्राप्त होने तक संश्लेषित करें । सफलतापूर्वक तैयार TiO2-बीएल समाधान < ५०% की आर्द्रता शर्तों पर कई दिनों के लिए स्थिर हैं ।
2. विभिन्न SbCl3/TU दाढ़ अनुपात के साथ SbCl3-TU समाधान का संश्लेषण
नोट: संश्लेषण SbCl के बहुत उच्च संवेदनशीलता की वजह से दस्ताने बॉक्स में किया जाना चाहिए3 नमी के लिए.
- SbCl3 स्टॉक समाधान [1 mmol of SbCl3 में 1 mL n, n-dimethylformamide (DMF)] दस्ताने बॉक्स के अंदर तैयार करें । उदाहरण के लिए, एक ३२.२ मिलीलीटर स्टॉक समाधान के लिए DMF के SbCl3 से 30 एमएल के ६.४८६ ग्राम जोड़ें ।
- SbCl3/TU. के वांछित दाढ़ अनुपात के साथ SbCl3-tu समाधान को संश्लेषित करने के लिए टू की दी गई राशि युक्त एक शीशी के लिए स्टॉक समाधान की एक उचित राशि जोड़ें उदाहरण के लिए, मान लीजिए 2 शीशियों प्रत्येक शामिल टू के ०.१ g, स्टॉक समाधान के ०.९३९४ मिलीलीटर एक शीशी और ०.५६३७ मिलीलीटर के लिए दूसरे को जोड़ने के लिए, SbCl के साथ समाधान संश्लेषण के लिए 1/1.5 और 1/2.5, के3/TU अनुपात क्रमशः ।
3. सांसद से मिलकर सब्सट्रेट की तैयारी-TiO2/TiO2-बीएल/FTO ग्लास
- FTO-लेपित गिलास (FTO ग्लास) 25 मिमी x 25 मिमी के लिए एसीटोन के साथ एक अल्ट्रासोनिक स्नान में 10 मिनट, इथेनॉल के बाद के लिए धो ।
नोट: फोटोवोल्टिक उपकरण बनाना, पूर्व का उपयोग करें नमूनों FTO ग्लास, जहां 5-10 मिमी x 25 मिमी FTO सतह पूरी तरह से धंसा हुआ है । - तुरन्त नमूना पर संपीड़ित हवा उड़ाने से FTO गिलास सूखी ।
- 20 मिनट के लिए एक यूवी/ओ3 क्लीनर के साथ FTO ग्लास समझो ।
- FTO ग्लास पर कोट इथेनॉल ५,००० rpm पर ६० एस के लिए स्पिन ।
- तुरंत ३.४ कदम की ही शर्तों के तहत तैयार TiO2-बीएल समाधान के साथ फिर कोट स्पिन ।
- २०० डिग्री सेल्सियस पर एक गरमा गरम थाली पर रखकर 2 मिनट के लिए FTO गिलास सूखी ।
- दोहराएँ चरण ३.५ और ३.६ वांछित TiO2-बीएल मोटाई प्राप्त करने के लिए ।
- जमा सांसद-tio 2 पर परत2 -बीएल/FTO ग्लास tio2 पेस्ट (५० एनएम tio2 कणों) और एक पॉलिएस्टर मास्क के साथ स्क्रीन प्रिंटिंग विधि का उपयोग कर ।
- सांसद ऐनी-TiO2/TiO2-बीएल/FTO ग्लास 30 मिनट के लिए ५०० ° c पर ।
- कमरे के तापमान को ठंडा करने के बाद एक पारदर्शी जलीय ४० मिमी TiCl4 समाधान में annealed सब्सट्रेट डुबकी ।
नोट: ४० mM TiCl4 समाधान पारदर्शी होना चाहिए । यदि सब्सट्रेट TiCl4 समाधान में डूबा हुआ है इससे पहले कि वे ठंडा कर रहे हैं, वे आसानी से सब्सट्रेट और समाधान के बीच बड़े तापमान के अंतर की वजह से तोड़ सकते हैं । - ६० डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन के लिए सब्सट्रेट स्थानांतरण और उन्हें 1 एच के लिए दुकान.
- सब्सट्रेट कई बार गर्म पानी के साथ कुल्ला और तुरन्त उन पर blowingcompressed हवा से उन्हें सूखी.
ध्यान दें: सब्सट्रेट्स के किसी भी खुर को रोकने के लिए, गर्म पानी (लगभग ६० ° c) जब कुल्ला का उपयोग करें । - 30 मिनट के लिए ५०० डिग्री सेल्सियस पर फिर से सब्सट्रेट ।
4. Sb के साठा2एस3 mp के सब्सट्रेट पर-TiO2/TiO2-बीएल/FTO ग्लास
- सतह को साफ करने के लिए 20 मिनट के लिए एक यूवी/ओ3 क्लीनर के साथ सब्सट्रेट इलाज, और दस्ताने बॉक्स के लिए उन्हें हस्तांतरण ।
- कोट स्पिन ६० के लिए ३,००० rpm पर सब्सट्रेट पर एक DMF विलायक SbCl3-TU समाधान के साथ उंहें स्पिन कोटिंग से पहले ।
- 5 मिनट के लिए एक आंशिक थर्मल अपघटन और अमली चरण के गठन के लिए १५० डिग्री सेल्सियस पर एक गर्म थाली पर रखने के द्वारा के रूप में लेपित सब्सट्रेट गर्मी ।
- क्रिस्टलीय चरण के गठन के लिए 10 मिनट के लिए ३०० डिग्री सेल्सियस पर एक गरमा गरम थाली पर नमूने प्लेस ।
- कमरे के तापमान के लिए नमूनों को ठंडा करने के बाद, उंहें दस्ताने बॉक्स से हटा दें ।
5. एसबी2एस3-संवेदी सौर कोशिकाओं का निर्माण
- जोड़ें 15 पाली के मिलीग्राम (3-hexylthiophene) (P3HT) chlorobenzene के 1 मिलीलीटर के लिए और धीरे से उंहें हलचल जब तक एक स्पष्ट लाल समाधान प्राप्त की है ।
- स्पिन कोट chlorobenzene पर Sb2s3-३,००० rpm पर ६० एस के लिए सब्सट्रेट जमा ।
- तुरंत एक ही स्थिति के तहत तैयार P3HT समाधान के साथ कोट फिर से स्पिन के रूप में ५.२ कदम में इस्तेमाल किया ।
- वाष्पीकरण के एक निर्वात चैंबर में नमूनों स्थानांतरण.
- जमा १०० एनएम सोने की दर के साथ १.० Å/
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Representative Results
चित्रा 1 Sb2एस के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया के एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व से पता चलता है mp के सब्सट्रेट पर3 जमाव-TiO2/TiO2-बीएल/FTO ग्लास । 1 डी चित्रा मूल गुण और एक ठेठ विधि द्वारा गढ़े उत्पाद की योजना से पता चलता है यहां वर्णित है । मुख्य एक्स-रे विवर्तन (XRD) पैटर्न अच्छी तरह से एक stibnite sb के साथ मिलान किया जाता है2एस3 संरचना1,3,4 और अशुद्ध चरणों, जैसे Sb2O3, दिखाई नहीं दे रहे हैं सब्सट्रेट चरणों के अलावा (टी और एफ के रूप में चिह्नित) । इसके अलावा, लगभग ७३० एनएम में अवशोषण बढ़त, के रूप में XRD पैटर्न के इनसेट में दिखाया गया है, बैंड अंतर (ईजी) के साथ संगत है Sb2एस3 (१.७ eV)1,3,4 ,9. इन परिणामों की पुष्टि करें कि गुणवत्ता Sb2S3 सफलतापूर्वक प्रस्तुत विधि के माध्यम से गढ़े जा सकते हैं ।
करने के लिए उच्च प्रदर्शन sb2एस3-एक > 5% दक्षता के साथ संवेदनशील सौर कोशिकाओं इस विधि का उपयोग कर, तीन प्रमुख जमाव कदम है कि काफी अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित sb2एस के दौरान विचार किया जाना चाहिए 3 जमाव । इन चरणों tio2-बीएल जमाव, सांसद-tio2 जमाव, और SbCl3-TU समाधान जमाव हैं । यहां, हम Sb2एस3 जमाव है कि फोटोवोल्टिक (पीवी) के प्रदर्शन को प्रभावित करने के दौरान कारकों को दिखाते हैं ।
tio2के कदम-बीएल जमाव (कुंजी चरण 1), tio2की मोटाई-बीएल tio2-बीएल समाधान के साथ स्पिन कोटिंग के दो कदम दोहरा और सब्सट्रेट सुखाने द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है । चित्रा 2a पार अनुभागीय क्षेत्र उत्सर्जन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (FESEM) विभिंन TiO2-बीएल मोटाई के साथ गढ़े उपकरणों की छवियों से पता चलता है । TiO2-बीएल मोटाई रेखीय ४६ से २६० एनएम के रूप में 1 से दोहराव बार की संख्या बढ़ जाती है, के रूप में चित्रा 2a और 2 बीमें दिखाया गया है बढ़ जाती है । PV डिवाइस के प्रदर्शन के संदर्भ में, के रूप में PCE द्वारा मापा, उच्चतम PCE मूल्यों लगभग १३० एनएम के एक बीएल मोटाई (3 के दोहराव बार) में मनाया गया ।
3 बी चित्रा और 5 अलग सांसद के साथ सब्सट्रेट के पार अनुभागीय FESEM छवियों को दिखाने-tio2 मोटाई और उनके वर्तमान घनत्व-वोल्टेज (जे-V) सांसद के एक समारोह के रूप में घटता-tio2 मोटाई, क्रमशः । सांसद-TiO2 मोटाई पॉलिएस्टर मुखौटा के विभिंन मेष प्रकार का चयन करके नियंत्रित किया जाता है । के रूप में मेष गिनती (प्रति इंच) मास्क बढ़ जाती है २५० से ४६० के लिए, सांसद-TiO2 मोटाई १६०० से ८३० एनएम के लिए कम हो जाती है, जैसा कि 3ए में दिखाया गया है । PV प्रदर्शन में इसी तरह बने रहे mp-TiO2 की मोटाई रेंज ८३०-१२०० एनएम, लेकिन आगे मोटाई में वृद्धि एक कम दक्षता (चित्र 3 बी) के लिए नेतृत्व किया ।
आदेश में SbCl3के प्रभाव की जांच करने के लिए: tu दाढ़ अनुपात कुंजी चरण 3 में, SbCl3-tu प्रणेता समाधान के विभिंन दाढ़ अनुपात के साथ तैयार नमूनों की अवशोषण संपत्तियों की जांच की गई । के रूप में चित्रा 4aमें दिखाया गया है, अवशोषण उल्लेखनीय अनुपात में एक टू वृद्धि के साथ वृद्धि हुई 1:2.0; हालांकि, यह आगे की सामग्री बढ़ जाती है धीरे से कम । ईजीके परिवर्तन की जांच करने के लिए, अवशोषण स्पेक्ट्रा से व्युत्पंन Tauc भूखंडों की जांच की गई10। परिणाम एक अलग (αhν)2 मान इंगित करता है, लेकिन १.७ eV के एक ही ईजी । सबसे अच्छा डिवाइस प्रदर्शन SbCl3: TU = 1:2.03के दाढ़ अनुपात के आसपास प्राप्त किया गया था, के रूप में 1 तालिकामें दिखाया गया है ।
चित्रा 1 : Sb2एस के लिए जमाव प्रक्रिया के एक योजनाबद्ध आरेख सब्सट्रेट पर3 जमाव । (क), (ख), और (ग) ये पैनल तीन प्रमुख प्रायोगिक कदमों को दिखाता है. (घ) इस पैनल के परिणामी नमूना से पता चलता है (सांसद-TiO2 Sb केसाथ 2 एस3)/TiO2-बीएल/FTO ग्लास । XRD पैटर्न में, मानक stibnite Sb2एस3 संरचना (JCPDS No. 42-1393) लाल कॉलम के रूप में साजिश रची है । यह आंकड़ा चोई एट अल से संशोधित किया गया है । 3. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्रा 2 : TiO2की कुंजी चरण 1 में बीएल मोटाई के प्रभाव । (क) इस पैनल अलग TiO2-बीएल मोटाई के साथ गढ़े फोटोवोल्टिक उपकरणों के पार अनुभागीय FESEM छवियों से पता चलता है । छवियों में, बीएल # का अर्थ है tio2-बीएल टाइंस पुनरावृत्ति की # द्वारा गढ़े, और tio2के भाग-बीएल एक लाल आयत के साथ चिह्नित है । (ख) यह ग्राफ एक पुनरावृत्ति संख्या के समारोह के रूप में TiO2-बीएल मोटाई से पता चलता है । (ग) इस पैनल TiO2-बीएल मोटाई के एक समारोह के रूप में एक PCE ग्राफ दिखाता है । प्रतीकों और पैनल सी में त्रुटि सलाखों के औसत और मानक विचलन, क्रमशः, दस उपकरणों के PCE डेटा से प्राप्त कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्रा 3 : mp के प्रभाव-कुंजी चरण 2 में TiO2 मोटाई । (क) इस पैनल के विभिंन सांसद के साथ सब्सट्रेट के पार अनुभागीय FESEM छवियों-TiO2 मोटाई से पता चलता है । (ख) इस पैनल के सांसद के एक समारोह के रूप में J-V curves की एक भिंनता-TiO2 मोटाई दिखाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 4 : SbCl3/TU के दाढ़ अनुपात के प्रभाव कुंजी चरण 3 में । इन पैनलों शो (क) अवशोषण, (ख) एक Tauc भूखंड का ग्राफ, और (ग) नमूनों की तस्वीरें अलग SbCl3के साथ गढ़े: TU दाढ़ अनुपात । Tauc भूखंड संभालने के द्वारा प्राप्त किया गया था कि Sb2एस3 एक सीधा ईजीहै । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
| SbCl3: मं अनुपात | जेएससी (एमए मुख्यमंत्री-2) | वीओसी (एमवी) | एफएफ (%) | PCE (%) | आरSH/S (Ω cm2) |
| 1:1.4 | १२.२ | ४७५.४ | ६१.७ | ३.८ | 582.4 7.1/ |
| 1:1.6 | 12 | ४८७.४ | ६६.४ | ४.१ | 1135.4/6.5 |
| 1:1.8 | १२.७ | ४९३.४ | ६६.५ | ४.४ | 1217.3 6.8/ |
| 1:2.0 | १३.१ | ४९३.४ | ६१.६ | ४.२ | 644.7 7.8/ |
| 1:2.2 | 13 | ४८७.४ | ५९.४ | ३.९ | 541.8/8.9 |
तालिका 1: फोटोवोल्टिक प्रदर्शन पर SbCl3/TU के दाढ़ अनुपात के प्रभाव । जंमूएससी, वीOC, और एफएफ कम सर्किट वर्तमान घनत्व, खुले सर्किट वोल्टेज, और भरने के कारक, क्रमशः संकेत मिलता है । तालिका चोई एट अल से reproduced किया गया है । 3.
अनुपूरक आंकड़ा एस 1: सांसद की उपस्थिति के प्रभाव-TiO2। इन पैनलों ठेठ (एक) डिवाइस प्रदर्शन और (बी) अवशोषण गुण सांसद की उपस्थिति-TiO2के आधार पर दिखाते हैं । नमूने 2 चित्राके लिए इस्तेमाल किया उन के रूप में एक ही स्थिति के तहत गढ़े गए थे । Mp-TiO2 एक 1 माइक्रोन मोटाई के साथ तुलना के लिए इस्तेमाल किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
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Discussion
TiO2-बीएल व्यापक रूप से सौर कोशिकाओं में एक छेद अवरुद्ध परत के रूप में प्रयोग किया जाता है । के रूप में चित्रा 2में दिखाया गया है, एक बड़ा अंतर TiO2-बीएल मोटाई के आधार पर डिवाइस के प्रदर्शन में देखा गया था । इसलिए, इसकी मोटाई सबसे अच्छा समग्र डिवाइस प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए, क्योंकि यह गंभीर रूप से एक छेद अवरुद्ध परत के रूप में कार्य करता है FTO और छेद-परिवहन सामग्री11के बीच किसी भी सीधे संपर्क को रोकने के लिए । यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इष्टतम मोटाई TiO2-बीएल समाधान प्रजातियों, FTO प्रकार, विधि, प्रकाश अवशोषक, और डिवाइस आर्किटेक्चर के आधार पर बदलता है । tio2-बीएल मोटाई के अलावा, यह tio212के दोष नियंत्रण के मामले में तापमान और समय सहित एनीलिंग शर्तों के लिए स्कैन किया जाना चाहिए ।
इस प्रोटोकॉल के साथ बनाई गई डिवाइस में, mp-TiO2 दो कारणों के लिए एक उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । सबसे पहले, सांसद के साथ उपकरणों -tio 2 आम तौर पर सांसद के बिना उन से अधिक जंमूअनुसूचित जाति के मूल्यों है-tio 2, उच्च अवशोषण विशेषताओं के कारण Sb2एस से प्राप्त3 mp पर जमा-tio2, के रूप में दिखाया अनुपूरक आंकड़ा एस. दूसरा, इस Sb2एस3 इस प्रोटोकॉल के माध्यम से गढ़े आसानी से एक द्वीप आकार में जगह एक planar13सतह पर एक कॉंपैक्ट पतली फिल्म से बना है । यह HTM और TiO2-planar सौर कोशिकाओं में बीएल के बीच एक अवांछनीय प्रत्यक्ष संपर्क करने के लिए होता है । इसलिए, यह सांसद का उपयोग करने के लिए आवश्यक है-इस उपकरण में tio2 यहां शुरू की और एक उच्च प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए सांसद-tio2 के इष्टतम मोटाई खोजने के लिए । सांसद के साथ गढ़े सौर कोशिकाओं के लिए-tio2, सांसद-tio2 मोटाई उच्च प्रदर्शन के सौर कोशिकाओं को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में माना जाता है और एमपी 3-TiO2की सतह पर जमा सामग्री के प्रकार के आधार पर बदलता है । उदाहरण के लिए, सांसद-TiO2 5-30 माइक्रोन और < २०० एनएम की मोटाई के साथ आमतौर पर डाई में लागू किया जाता है-संवेदी14 और संकर perovskite सौर कोशिकाओं15,16,17, क्रमशः, प्राप्त करने के लिए एक अच्छा डिवाइस प्रदर्शन । वर्तमान Sb2एस3में-संवेदी सौर कोशिकाओं, सांसद की मोटाई-tio2 लगभग 1 माइक्रोन की सबसे अच्छी प्रदर्शन3के लिए अधिक उपयुक्त है, लेकिन इष्टतम मोटाई भिंन हो सकते है और सांसद-tio2 की जरूरत नहीं हो सकता है विधि2के आधार पर ।
आदर्श SbCl3का निर्धारण: TU दाढ़ अनुपात महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दृढ़ता से प्रकाश संवेदीकरण के अवशोषण गुणों को प्रभावित करता है, जो बारीकी से जम्मूअनुसूचित जातिके लिए संबंधित हैं, जैसा कि चित्रा 4में दिखाया गया है । इसके अलावा, एक अनुकूलित अनुपात अशुद्धियों या अवशेषों के बिना उच्च शुद्धता Sb2एस3 बनाने में सहायता कर सकते हैं । उच्च टू अनुपात के साथ गढ़े नमूनों के लिए, तात्विक सल्फर सतह पर बना है, जो डिवाइस3में चार्ज प्रवाह में रुकावट है । इसलिए, बेहतर उपकरणों को प्राप्त करने के लिए, दाढ़ अनुपात अनुकूलित किया जाना चाहिए ।
इस अध्ययन में, हम एक sb2एस3 के पाठ्यक्रम में तीन प्रमुख प्रयोगात्मक कारकों का प्रदर्शन किया है और sb2एस3के PV डिवाइस के प्रदर्शन पर उनके प्रभाव-संवेदी सौर कोशिकाओं । प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत अंय संवेदी प्रकार PV सिस्टम के लिए sb2se35, sb2(S/एसई)37, और CuSbS28पर आधारित करने के लिए लागू किया जा सकता है । हम दृढ़ता से विश्वास है कि इस विधि PV प्रणालियों के लिए उपंयास सामग्री तक पहुंचने पर मार्गदर्शन प्रदान करता है ।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
इस कार्य को डेगू Gyeongbuk इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एण्ड टेक्नोलॉजी (DGIST) अनुसंधान एवं विकास मंत्रालय के विज्ञान एवं आईसीटी, कोरिया गणराज्य (अनुदान सं .18-एट-01 और 18-01-HRSS-04) के सहयोग से किया गया ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ethyl alcohol, Pure, >99.5% | Sigma-Aldrich | 459836 | |
| Titanium(IV) isopropoxide 97% | Aldrich | 205273 | |
| Nitic acid, ACS reagent, 70% | Sigma-Aldrich | 438073 | |
| Antimony(III) chloride | Sigma-Aldrich | 311375 | |
| Thiourea | Sigma-Aldrich | T7875 | |
| N,N-Dimethylformamide, anhydrous, 99.8% | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| TiO2 paste with 50 nm particles | ShareChem | SC-HT040 | |
| Poly(3-hexylthiophene) | 1-Material | PH0148 | |
| Chlorobenzene | Sigma-Aldrich | 284513 | |
| FTO/glass (8 Ohmos/sq) | Pilkington | ||
| Spin coater | DONG AH TRADE CORP | ACE-200 | |
| Hot plate | AS ONE Corporation | HHP-411 | |
| Glove box | KIYON | KK-021AS | |
| UV OZONE Cleaner | AHTECH LTS | AC-6 | |
| Furnace | WiseTherm | FP-14 | |
| UV/Vis Absorption spectroscopy | PerkinElmer | Lambda 750 | |
| Multifunctional evaporator with glove box | DAEDONG HIGH TECHNOLOGIES | DDHT-SDP007 |
References
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