この技術の主な利点は、ロールツーロール製造のための高い可能性を示唆し、設計による広い面積堆積、迅速なプロトタイピングおよび印刷に適していることです。このシステムは無機光起電力に関する洞察を提供することができますが、有機太陽光発電や生物物理学などの他のシステムにも適用できます。化学合成手順を実証するのは、シニツキー研究所の学部生であるメイソン・マコーミックです。
イリー研究所のディラン・リッチモンドがインプリンティング手順を実証します。セシウムオレ酸前駆体を調製するには、2.54センチメートルの磁気攪拌棒を含む3つの首の丸い底フラスコに0.203グラムのセシウム炭酸セシウム10ミリリットルのオオクダデセンと1.025ミリリットルのオレイン酸を加える。ゴム中隔を介して丸い底フラスコの首の1つに温度計を置きます。
次に、丸い底フラスコの残りの首の1つにゴム中隔を置き、シュレンクラインを介して窒素ガスラインに3番目の首を取り付けます。混合物を窒素雰囲気下に置きます。炭酸セシウムが完全に溶解するまで、1秒間に399ミリメートルの攪拌速度で一定の攪拌で混合物を150°Cに加熱します。
これに続いて、セシウムオレ酸の沈殿と分解を避けるために摂氏100度に温度を下げ、毎秒399ミリメートルの攪拌速度で攪拌を続けます。オレインアミン鉛臭化物前駆体を調製するには、オクタデセン7.5ミリリットルのオクタデセン37.5ミリリットルの臭化鉛37.5ミリリットルとオレイン酸3.75ミリリットルを磁気攪拌棒を含む3つの首の丸い底フラスコに加える。次に、丸い底フラスコの首の1つに温度計を置き、ポリマーフィルムでシールします。
丸い底フラスコの残りの首の1つにゴム中隔を置き、シュレンクラインを介して窒素ガスラインに3番目の首を取り付けます。窒素雰囲気の下に混合物を置きます。臭化鉛が完全に溶解するまで、1秒間に599ミリメートルの攪拌速度で一定の攪拌で混合物を100°Cに加熱します。
今、一定の攪拌で170度に混合物を加熱し、温度が摂氏170度に達したら、濃い黄色に色の変化を観察します。摂氏170度で撹拌を続けます。長さ10センチメートルの18ゲージ針エキス1.375ミリリットルのセシウムオレ酸前駆体を3つの首の丸い底フラスコから2ミリリットルのガラス注射器を使用する。
この前駆体を、オレイラミン鉛臭化前駆体を含む3つの首の丸い底フラスコに素早く注入します。5秒待った後、3つの首の丸い底フラスコを熱から取り出し、氷水浴に浸します。3つの首の丸い底フラスコの溶液を2つの試験管に均等に分けます。
上清溶液のそれぞれに25ミリリットルのアセトンを加えます。次に、2431.65Gの遠心分離機を用いて量子ドットを室温で5分間分離する。分離した量子ドットをシクロヘキサンの10~25ミリリットルに溶解する。
インクが目的の場所に印刷されるようにするには、ディスクの端に直線を引き、CD ディスク トレイに進みます。ディスクに印刷したインク画像の上に所望の基板を貼り付け、両面テープなどの接着剤を使用してディスクに貼り付けます。インクカートリッジを充填する前に、インクカートリッジの底面にオレンジ色のカバーが正しく取り付けられていることを確認して、インクがこぼれないようにしてください。
ピペットを使用して、調製した量子ドットインクをインクカートリッジの上部に注入します。カートリッジが必要な量のインクに充填されたら、上部にゴム中隔を差し込み、オレンジ色のカバーを慎重に取り外します。次に、インクカートリッジをプリンタヘッドに入れ、それが所定の位置にスナップしていることを確認します。
次の手順に進む前に残りのカートリッジを挿入します。この時点で、プリンタはディスクトレイを受け入れ、基板上にペロブスカイトを印刷します。印刷が完了した後、インクが実際に詰まりとして基板に印刷されていることを確認することは、一般的な問題です。
最後に、印刷が成功し、発光フィルムが観察されているかどうかを確認するために、基板の上にUVランプを保持します。合成した無機ペロブスカイトの特性評価は、結晶構造を確認するために不可欠である。X線の折り返し結果は、このプロトコルを用いて調製した結晶セシウム鉛臭化物量子ドットインクが、インクジェット印刷プロセス後に正交性の室温ペロブスカイト構造を維持することを示している。
これらの無機ペロブスカイト量子ドットの光学特性は、無機原子とハロゲン化原子の量子ドットサイズおよび化学量体測定に敏感であるということはよく知られている。セシウム鉛臭化物の光発光プロファイルは、520ナノメートルの周りのピークを示し、光学吸収プロファイルは440ナノメートルの周りの興奮性ピークを示す。ここに示すように、現在の電圧と容量の電圧測定は、暗くて明るい条件下で印刷されたフィルムのために撮影されました。
照明の下で測定された種類は直線的に増加し、フィルムが光活性であることを示す。フィルムは、照明が存在しない場合、暗い条件下で非常に低い容量を示します。ここで見ることができるように。
光照明下ではゼロバイアス測定容量が増加し、フィルムが光活性であることを示すもう一つの指標です。この手順を試みる間は、プリンタヘッドとガスケットの両方をできるだけ清潔に保つことを忘れないでください。これは最終的に印刷の成功を指示します。
この手順に従って、プローブ顕微鏡法や時間分解された発光などの他の方法は、表面の終端と表面形態、および励起組換えダイナミクスとは何かのような追加の質問に答えるために行うことができます。開発後、化学、物理学、材料科学の分野の研究者が、有機および無機半導体材料と関連するデバイスインターフェースで構成されるロール・ツー・ロールの太陽光発電システムを探求する道を開きました。この技術は、ネブラスカ大学リンカーン校の上層レベルの無機化学研究室コースで導入され、カリセザル合成や量子サイズの影響から太陽光発電や再生可能エネルギーに至るまで、さまざまな重要な概念を学生に紹介するために導入された素晴らしい教育ツールであることが判明しました。
ヘキサン、シクロヘキサン、アセトンなどの鉛ベースの製品や溶剤を使用することは非常に危険であり、適切な防護服や適切な換気を使用するなどの予防措置は、常にこの手順を実行するときに取られるべきであることを忘れないでください。
