이 방법은 환경 친화적 인 박막 태양 전지를 위한 솔루션 처리 가능한 실버 비스무트 요오드 대차 반도체를 만들고 응용 프로그램을 채택하는 방법에 대한 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 은 비스무트 요오드의 용액 제조이며, 이는 현미경 장치 아키텍처를 가진 박막 태양 전지의 무연 태양광 흡수장치로 사용됩니다. 이 기술은 실버 비스무트 요오드 대동맥 반도체가 납이 없고 공기가 안정적인 태양광 흡수제이기 때문에 환경 친화적 인 박막 태양 전지 생산에 잠재적 인 응용 을 가지고 있습니다.
컴팩트한 티타늄 이산화티타늄 층을 위한 전구체 용액을 준비하기 시작하려면 8 밀리리터의 무수성 에탄올을 20 밀리리터 유리 바이알에 넣고 적극적으로 저어줍니다. 교반 에탄올 드롭 와이즈에 티타늄 이소 프로프산화물의 0.74 밀리리터를 추가합니다. 그리고 농축 염산의 0.06 밀리리터를 빠르게 추가합니다.
전구체 용액을 형성하기 위해 실온에서 12 시간에서 24 시간 동안 혼합물을 저어줍니다. 다음으로, 2%수성 옥옥시놀-9, 아세톤 및 이소프로필 알코올로 각각 15분 동안 1인치씩 FTO 기판을 초음파 처리합니다. 깨끗한 기판을 오븐에서 섭씨 70도에서 1시간 동안 건조시키고 공기 중의 실온으로 식힙니다.
그런 다음 스핀 코터 척에 기판을 고정합니다. 1 밀리리터 또는 3 밀리리터 주사기를 컴팩트한 이산화티타늄 층 전구체 용액으로 채우고 0.2 나노미터 주사기 필터를 부착합니다. 용액을 작은 바이알로 필터링합니다.
완전히 커버하기 위해 기판에 여과 된 전구체 용액의 200 마이크로 리터를 적용합니다. 3000 RPM에서 30초 동안 기판을 스핀 코팅합니다. 1 시간 동안 500섭씨500도에서 오븐에서 필름을 음닐.
그런 다음 열을 끄고 기판이 일반적으로 약 6 시간이 걸리는 실온으로 공기 중식하게하십시오. 다음으로, 티타늄 테트라클로리드의 수성 0.12 어금니 용액에 코팅된 기판을 담급한다. 기판을 섭씨 70도 오븐에 30분간 담급니다.
철분처리된 물에 기판을 철저히 헹구어 잔류 티타늄 테트라클로리드를 제거합니다. 1 시간 동안 섭씨 500도에서 필름을 음폐한 다음 공기 중의 실온으로 냉각할 수 있습니다. 일단 식으면, 나중에 사용하기 위해 질소 가스 아래에 컴팩트 한 티타늄 이산화티타늄 코팅 기판을 저장합니다.
5 밀리리터 유리 바이알에서 중공성 티타늄 이산화질소 나노 입자 층을 위한 전구체 용액을 준비하기 시작하려면 0.5 그램의 50 나노 미터 티타늄 이산화질소 나노 입자 페이스트와 1.75 그램의 이소 프로필 알코올 및 0.5 그램의 테르피놀을 결합하십시오. 유리병에 저어바를 넣고 페이스트가 완전히 녹을 때까지 저어줍니다. 이것은 일반적으로 대략 1 시간이 걸립니다.
다음으로, 스핀 코터에 이산화질소 코팅 FTO 기판을 고정하고 기질 표면에 나노 입자 용액의 200 마이크로 리터를 적용합니다. 30초 동안 5000 RPM에서 기판을 회전합니다. 1 시간 동안 섭씨 500도에서 오븐에서 코팅 된 기판을 음결하고 실온으로 냉각 할 수 있습니다.
그런 다음 30 분 동안 70섭씨70도에서 티타늄 테트라클로라이드의 수성 0.12 어로 기판을 담급니다. 기판을 탈온된 물로 철저히 헹구십시오. 1 시간 동안 섭씨 500도에서 그것을 음침하고 공기의 실온에 냉각 할 수 있습니다.
나중에 사용하기 위해 이산화 질소 가스 아래에 컴팩트하고 중공성 티타늄 층으로 코팅 된 기판을 저장합니다. 실버 요오도비스무테테의 박막 준비를 시작하기 위해, 실버 디비스무스 헤피오디드(silver dibismuth heptaiodide)는 낮은 습도의 질소 충전 글러브박스에 비스무트-쓰리 요오드 0.3그램, 은 요오드 0.06그램, n-butylamine 3 밀리리터를 결합합니다. 고체가 대부분 용해될 때까지 혼합물을 적극적으로 소용돌이게 한 다음 0.2 마이크로미터 폴리테트라플루오로틸렌 필터를 통해 전구체 용액을 주사기 필터로 고정합니다.
다음으로, 스핀 코터에 원하는 기판을 고정하고 필터링 된 전구체 용액의 200 마이크로 리터를 적용합니다. 30초 동안 6000 RPM에서 기판을 회전합니다. 기판을 뜨거운 접시에 놓고 섭씨 150도까지 가열합니다.
30 분 동안 그 온도에서 필름을 음폐한 다음 뜨거운 접시에서 신속하게 제거하여 담금질합니다. 질소가 채워진 장갑 상자에 10 밀리그램의 P3HT와 1 밀리리터의 클로로벤젠을 결합합니다. 혼합물을 섭씨 50도에서 30분간 저어서 P3HT를 완전히 녹인 다음 혼합물을 0.2 마이크로미터 PTFE 주사기 필터로 필터링합니다.
다음으로, 스핀 코터에 이산화 티타늄이 작고 중공성 티타늄에 은 디비스무트 간간염으로 코팅 된 FTO 기판을 수정합니다. P3HT 용액 100마이크로리터를 기판에 적용하고 4000 RPM 또는 30초에서 기판을 코팅합니다. 10 분 동안 섭씨 130도로 예열 된 핫 플레이트에 P3HT 필름을 음침합니다.
장갑 상자에서 기판을 실온으로 식힙니다. 마지막으로, 열 증발기를 사용하여 기판에 초당 0.5 앙스트롬으로 100 나노미터의 금을 증착하여 태양전지의 최고 금 접합을 형성한다. 실버 비스무트 요오드 대동맥 박막, 1:2, 1:1, 2:1 은요오드대 비스무드-3 요오드의 어금니 비드비드(silver-bismuth-3 요오드)가 이 방법으로 제작하였다.
1:2 영화는 약 42도에서 단 하나의 피크를 보여 주었고, 입방 구조를 기소했다. 1:1 및 2:1 필름에서 피크 분할이 관찰되어 육각형 구조를 나타냅니다. 1:2 필름은 2:1 필름보다 더 긴 파장을 흡수했습니다.
또한, 1:2 필름은 큰 입자가 있는 매끄러운 표면을 보였지만, 2:1 필름에서는 과도한 은요오드입자가 관찰되었다. 따라서 1:2 영화는 추가 연구를 위해 선택되었습니다. 엑스레이 회절은 1:2 필름이 입방 단계에서 완전히 결정화하기 위해서는 섭씨 150도의 어내클링 온도가 필요하다고 지적했다.
이 영화는 적어도 10일 동안 공중에서 안정적이었다. FTIR 분광검사는 잔류 n-butylamine이 낮은 아닐링 온도에서 비스무트-3 요오드와 은 요오드에 약하게 복잡남아 있으며 은 비스무트 요오드 빌딩 블록의 형성을 억제한다고 제안했습니다. 곡물은 어닐링 온도가 증가함에 따라 더 크고 조밀하게 포장되었습니다.
섭씨 150도에서 느린 필름은 태양 전지에서 사용하기에 가장 적합한 흡수 특성을 가지고 있었습니다. 전반적으로, 실버 디비스무스 헤피오디드 필름은 섭씨 150도에서 느려진 태양전지 사용에 적합한 에너지 특성을 보였다. 이 기술은 솔루션 처리 가능한 박막 태양전지 연구원들이 납무및 공기안정박막 태양전지와 같은 응용 분야에서 은비스무트 요오드 대차 반도체에 대한 방법론을 더욱 발전시킬 수 있는 길을 열어줍니다.
이 절차를 시도하는 동안, 당신은 실버 비스무트 요오드 전구체 용액으로 기판을 스핀 코팅에 대한 20 % 미만의 제어 습도를 사용할 수 있습니다. 30% 이상의 습도에서 전구체 용액을 코팅하면 반응성이 높고 사진 때문에 노랗게 변하는 것을 볼 수 있으며, 스핀 코터의 습도를 제어할 수 없다면 N 채워진 장갑 상자에서 전구체 용액을 회전시킬 수 있습니다. 그러나, 당신이 완전히 완료 된 후 장갑 상자를 제거해야한다는 것을 명심하십시오.
