이 기술의 주요 장점은 롤 투 롤 제조에 대한 높은 잠재력을 시사하는 넓은 영역 증착, 빠른 프로토타이핑 및 디자인에 의한 인쇄에 적합하다는 것입니다. 이 시스템은 무기 광전지에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 유기 태양광 또는 생물 물리학과 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다. 화학 합성 절차를 시연하는 것은 시니츠키 연구소의 학부생인 메이슨 맥코믹(Mason McCormick)이 될 것입니다.
실리 연구소의 딜런 리치먼드(Dylan Richmond)는 각인 절차가 진행될 예정입니다. 세슘 올레아테 전구체를 준비하려면 0.203 그램의 세슘 탄산 탄산 10 밀리리터의 옥타데센과 1.025 밀리리터의 올레산1.025 밀리리터를 2.54센티미터 자기 교반 바를 함유한 3개의 목 라운드 바닥 플라스크에 추가합니다. 온도계를 둥근 바닥 플라스크의 목에 고무 중격을 통해 놓습니다.
다음으로, 둥근 바닥 플라스크의 나머지 목 중 하나에 고무 중격을 놓고 슐렌크 라인을 통해 질소 가스 라인에 세 번째 목을 부착합니다. 혼합물을 질소 대기 아래에 놓습니다. 세슘 탄산염이 완전히 용해 될 때까지 초당 399 밀리미터의 교반 속도로 일정한 교반과 함께 혼합물을 섭씨 150도로 가열합니다.
이에 따라 온도를 섭씨 100도로 낮추고 세슘 올레아테의 침전 및 분해를 피하고 초당 399밀리미터의 교반 속도로 계속 교반합니다. 올리엘라민 리드 브로마이드 전구체를 준비하기 위해 1.35 밀리몰의 납 브로마이드 37.5 밀리리터의 올라데센 7.5 밀리리터와 3.75 밀리리터의 올레산이 마그네틱 교반 바를 함유한 3개의 목 라운드 바닥 플라스크에 추가합니다. 다음으로 온도계를 둥근 바닥 플라스크의 목 중 하나에 넣고 폴리머 필름으로 밀봉합니다.
둥근 바닥 플라스크의 나머지 목 중 하나에 고무 중격을 놓고 슐렌크 라인을 통해 질소 가스 라인에 세 번째 목을 부착합니다. 혼합물을 질소 대기 아래에 놓습니다. 리드 브로마이드가 완전히 용해될 때까지 초당 599밀리미터의 교반 속도로 일정한 교반으로 혼합물을 섭씨 100도까지 가열합니다.
이제 혼합물을 일정한 교반으로 섭씨 170도까지 가열하고 온도가 섭씨 170도에 도달하면 어두운 노란색으로 색 변화를 관찰합니다. 섭씨 170도에서 계속 저어줍니다. 10센티미터 길이의 18 게이지 바늘 추출물 1.375 밀리리터의 세슘 올레아테 전구체가 있는 2밀리리터 유리 주사기를 사용하여 3개의 목 라운드 바닥 플라스크에서 전구체를 추출합니다.
이 전구체를 올리라민 리드 브로마이드 전구체가 들어 있는 세 목 라운드 하단 플라스크에 빠르게 주입합니다. 5초를 기다린 후 열에서 세 개의 목 둥근 바닥 플라스크를 제거하고 얼음 수조에 담급니다. 세 목 라운드 하단 플라스크에 용액을 두 개의 테스트 튜브로 균등하게 분리합니다.
각 상체 솔루션에 25밀리리터의 아세톤을 추가합니다. 다음으로, 실온에서 5분 동안 2431.65G의 원심분리기를 사용하여 퀀텀닷을 분리한다. 이제 분리된 양자점을 10~25밀리리터의 사이클로헥산으로 용해시다.
잉크가 원하는 위치에 인쇄되도록 하려면 디스크 가장자리에 직선을 그리고 CD 디스크 트레이로 계속 이동합니다. 디스크에 인쇄된 잉크 이미지 위에 원하는 기판을 놓고 양면 테이프와 같은 접착제를 사용하여 디스크에 부착합니다. 잉크 카트리지를 채우기 전에 잉크가 유출되지 않도록 잉크 카트리지 바닥에 주황색 덮개가 올바르게 설치되도록 합니다.
파이펫을 사용하여 준비된 퀀텀닷 잉크를 잉크 카트리지 상단에 삽입합니다. 카트리지가 원하는 양의 잉크로 채워지면 고무 중격으로 상단을 연결하고 주황색 덮개를 조심스럽게 제거합니다. 그런 다음 잉크 카트리지를 프린터 헤드에 넣고 제자리에 스냅되도록 합니다.
그런 다음 다음 단계로 계속하기 전에 나머지 카트리지를 삽입합니다. 이 시점에서 프린터는 디스크 트레이를 수락하고 기판에 perovskites를 인쇄합니다. 인쇄가 완료되면 잉크가 실제로 막힘으로 기판에 인쇄되어 있는지 확인하는 것이 일반적인 문제이다.
마지막으로 UV 램프를 기판 위에 놓고 인쇄가 성공했는지 확인하고 발광 필름이 관찰되었는지 확인합니다. 합성된 무기 페로브스키트의 특성화는 결정 구조를 확인하는 데 필수적입니다. X 선 절개 결과는 이 프로토콜을 사용하여 제조된 결정성 세슘 납 브로마이드 양자점 잉크가 잉크젯 인쇄 과정 후 오토옴빅 실온 페로브스키트 구조를 유지함을 나타낸다.
이러한 무기 페로브스키테 양자점의 광학적 특성은 무기 및 할라이드 원자의 양자점 크기와 스토이치오메트리에 민감하다는 것이 잘 알려져 있다. 세슘 리드 브로마이드의 광발광 프로파일은 약 520 나노미터의 피크를 나타내며 광학 흡수 프로파일은 약 440 나노미터의 엑시토닉 피크를 보여줍니다. 현재 전압 및 정전 용량 전압 측정은 여기에 표시된 바와 같이 어둡고 밝은 조건에서 인쇄 된 필름에 대해 수행되었습니다.
조명 아래에서 측정된 종류가 선형적으로 증가하고 필름이 광활성임을 나타냅니다. 영화는 조명이 없을 때 어두운 조건에서 매우 낮은 커패시턴스를 나타낸다. 여기에서 볼 수 있습니다.
빛 조명하에서 제로 바이어스 측정 커패시턴스가 증가하고 필름이 광활성이라는 또 다른 징후입니다. 이 절차를 시도하는 동안 프린터 헤드와 개스킷을 가능한 한 깨끗하게 유지하는 것이 중요합니다. 이것은 궁극적으로 성공적인 인쇄를 지시합니다.
이 절차에 따라 프로브 현미경 검사법과 시간 해결 발광과 같은 다른 방법은 표면 종단 및 표면 형태학이 무엇인지, 그리고 소비톤 재조합 역학과 같은 추가 질문에 대답하기 위해 수행 될 수있다. 개발 후 이 기술은 화학, 물리학 및 재료 과학 분야의 연구자들이 유기 및 무기 반도체 재료및 관련 장치 인터페이스로 구성된 롤투롤 레디, 태양광 시스템을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 기술은 네브래스카 링컨 대학의 상부 무기 화학 실험실 과정에 도입되어 학생들에게 칼립 합성및 양자 크기에서 부터 광전지 및 재생 에너지에 영향을 미치는 다양한 중요한 개념을 소개하는 훌륭한 교육 도구임을 입증했습니다.
헥산, 사이클로헥산 또는 아세톤과 같은 납 기반 제품 및 용매와 함께 일하는 것은 매우 위험할 수 있으며 적절한 보호 복 및 적절한 환기를 사용하는 것과 같은 예방 조치는 이 절차를 수행 할 때 항상 취해야합니다.
