חישול אינפרא אדום פלאש עבור עיבוד תאים סולאריים פרוביסקיט

פרוטוקול זה הוא המפתח לשימוש בשיטת FIRA לעיבוד תאים סולריים פרוביסקיט סרט דק. היתרון העיקרי של פרוטוקול זה הוא זמן חישול מהיר, ידידותיות לסביבה, ואת הרבייה של עיבוד הסרט הדק. שיטה זו פותחה עבור תא סולרי פרוביסקיט סרט דק.

עם זאת, ניתן להרחיב אותו עבור חומרים רכים וקשים לציפוי סרט דק. כדי לתכנת את מחזור חישול, חבר תחילה את תנור FIRA למחשב ובחר במצב PID. ודא שהטבלה נבחרה עם בסיס זמן ארוך יותר מהמשך הכולל של תהליכי חישול וקירור.

לאחר הגדרת הזמנים שבהם המנורות צריכות להיות מופעלות ומחוצה להן, לחץ על טבלת START כדי להפעיל את המחזור. כדי להכין שכבת טיטניום דו חמצני מזופורית ספין מעיל 50 microliters של פתרון דו תחמוצת טיטניום mesoporous ב 4, 000 סיבובים לדקה במשך 10 שניות עם מהירות האצה של 1200 סיבובים לדקה ואז לפתוח את שסתום אוויר כניסת הגז. לתכנת מחזור חישול של 1200 שניות ב 550 מעלות צלזיוס ומניחים את המצעים בתנור FIRA.

התחל את תהליך חישול במצב PID כדי להניב שכבת 150 עד 200 ננומטר. בנקודת הזמן המתאימה, לחץ על עצור טבלה כדי לעצור את חישול, ולאחר מכן להסיר את הדגימות כאשר טמפרטורת התנור מגיע 25 מעלות צלזיוס. כדי להכין שכבת פרוביסקיט, תוכנית ראשונה שלב חישול של 1.6 שניות על מצב כוח מלא, ספין מעיל 40 microliters של פתרון פרוביסקיט על המצע ב 4, 000 סיבובים לדקה במשך 10 שניות ולהעביר את המצע לתנור.

אז תתחיל את תהליך חישול. בסוף המחזור, משטח המצע צריך להפוך מצהוב לשחור. השאירו את הדגימות בתנור לחמש שניות נוספות לקירור לפני ההסרה.

לאחר מכן לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על פרופיל הטמפרטורה כדי להוריד אותו כקובץ txt או xlsx. כדי להעריך את הסרט הדק, צלם את המצע על מיקרוסקופ אופטי המצויד במקור אור קסנון ומטרות 10X ו-50X מתוקנות לאין שיעור ובו זמנית מתעד את הספקטרום הסופג עם סיב אופטי המשולב במיקרוסקופ שהוקם ומחובר לספקטרומטר. ביטול הנוזלונט והפחתת זמני חישול מפחיתים משמעותית את העלויות האנרגטיות והפיננסיות.

הערכת מחזור החיים של תהליך הסינתזה פרוביסקיט מראה כי FIRA מציג רק 8% של ההשפעה הסביבתית ו 2% של עלות הייצור של שיטת antisolvent. בנוסף, FIRA תואם למצעים גמישים וגדולים. ניתוח עקיפת קרני רנטגן חשף את הגבולות של ארבעת שלבי הפרוביסקיט השונים שנצפו בהתבסס על אפיונים ניסיוניים שונים.

יתרון נוסף הוא איסוף הנתונים וסינון החומרים. לדוגמה, פרופיל הטמפרטורה ודפוס עקיפת קרני רנטגן עבור שכבת טיטניום דו חמצני מזוסקופית annealed עם מחזור FIRA של 10, 15 שניות על, 45 שניות את פולסים ניתן לראות. תנור FIRA יכול להגיע כ 500 מעלות צלזיוס המאפשר שכבת טיטניום דו חמצני להיות מרוכז רק 10 דקות, הרבה יותר קצר מאשר עם שיטות קונבנציונליות.

סריקת הדמיית מיקרוסקופ אלקטרונים של הסרט שנוצר מראה כי המכשירים המפוברקים דומים לאלה שנעשו בשיטות מסורתיות עם שכבות של עובי ומורפולוגיה דומים. התקני תהליך FIRA להדגים ביצועים מצוינים, עם המכשיר האלוף מראה יעילות המרת כוח, גורמי מילוי, מתחים במעגל פתוח, וזרמי צילום קצרים דומים התקנים מפוברק עם שיטת antisolvent, הוכחת כי FIRA היא שיטת עיבוד חלופי מבטיח עבור תאים סולריים perovskite. שיטת FIRA היא טכניקה רבת עוצמה לעיבוד תאים סולריים פרוביסקיט ומציעה לנו הזדמנות ייחודית לאיסוף נתונים והקרנת חומרים.