Name: solution-processed "silver-bismuth-iodine" ternary thin films for lead-free photovoltaic absorbers
Uploaded: 2018-09-27T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers at JoVE.com

Эта работа была поддержана Дэгу Gyeongbuk институт науки и технологии (DGIST) исследования и разработки (R & D) программы министерства науки, ИКТ и будущего планирования Кореи (18-ET-01). Эта работа была также поддержана Кореи Институт энергетической технологии оценки и Planning(KETEP) и Министерство торговли, промышленности и Energy(MOTIE) из Республики Корея (№ 20173010013200).

1. Подготовка голые стекла, легированный фтором оксида олова (SnO2: F) подложках
<ol><li>Чтобы очистить голые стекло, легированный фтором оксид олова (ИТО) субстратов, sonicate их последовательно в водный раствор, содержащий 2% Тритон, деионизированную (DI) воды, ацетон и изопропиловый спирт (IPA...

<ol>
	<li>Gr&#228;tzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Light+and+Shade+of+Perovskite+Solar+Cells.">The Light and Shade of Perovskite Solar Cells.</a> Nature Materials. 13, 838-842 (2014).</li><li>Green, M. A., Ho-Baillie, A., Snaith, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+emergence+of+perovskite+solar+cells.">The emergence of perovskite solar cells.</a> Nature Photonics. 8, 506-514 (2014).</li><li>Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., Miyasaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organometal+Halide+Perovskites+as+Visible-Light+Sensitizers+for+Photovoltaic+Cells.">Organometal Halide Perovskites as Visible-Light Sensitizers for Photovoltaic Cells.</a> Journal of American Chemical Society. 131 (17), 6050-6051 (2009).</li><li>Burschka, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+Deposition+as+a+Route+to+High-Performance+Perovskite-Sensitized+Solar+Cells.">Sequential Deposition as a Route to High-Performance Perovskite-Sensitized Solar Cells.</a> Nature. 499, 316-319 (2013).</li><li>Yang, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iodide+Management+in+Formamidinium-Lead-Halide-Based+Perovskite+Layers+for+Efficient+Solar+Cells.">Iodide Management in Formamidinium-Lead-Halide-Based Perovskite Layers for Efficient Solar Cells.</a> Science. 356 (6345), 1376-1379 (2017).</li><li>Park, B. -. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bismuth+Based+Hybrid+Perovskites+A3Bi2I9+(A:+Methylammonium+or+Cesium)+for+Solar+Cell+Application.">Bismuth Based Hybrid Perovskites A3Bi2I9 (A: Methylammonium or Cesium) for Solar Cell Application.</a> Advanced Materials. 27 (43), 6806 (2015).</li><li>Hoye, R. L. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylammonium+Bismuth+Iodide+as+a+Lead-Free,+Stable+Hybrid+Organic-Inorganic+Solar+Absorber.">Methylammonium Bismuth Iodide as a Lead-Free, Stable Hybrid Organic-Inorganic Solar Absorber.</a> Chemistry&#8722;European Journal. 22 (8), 2605-2610 (2016).</li><li>Lyu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic-Inorganic+Bismuth+(III)-Based+Material:+A+Lead-Free,+Air-Stable+and+Solution-Processable+Light-Absorber+beyond+Organolead+Perovskites.">Organic-Inorganic Bismuth (III)-Based Material: A Lead-Free, Air-Stable and Solution-Processable Light-Absorber beyond Organolead Perovskites.</a> Nano Research. 9 (3), 692-702 (2016).</li><li>Mitzi, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic-Inorganic+Perovskites+Containing+Trivalent+Metal+Halide+Layers:+The+Templating+Influence+of+the+Organic+Cation+Layer.">Organic-Inorganic Perovskites Containing Trivalent Metal Halide Layers: The Templating Influence of the Organic Cation Layer.</a> Inorganic Chemistry. 39 (26), 6107-6113 (2000).</li><li>Mashadieva, L. F., Aliev, Z. S., Shevelkov, A. V., Babanly, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Investigation+of+the+Ag-Bi-I+Ternary+System+and+Thermodynamic+Properties+of+the+Ternary+Phases.">Experimental Investigation of the Ag-Bi-I Ternary System and Thermodynamic Properties of the Ternary Phases.</a> Journal of Alloys and Compounds. 551, 512-520 (2013).</li><li>Kim, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pure+Cubic-Phase+Hybrid+Iodobismuthates+AgBi2I7+for+Thin-Film+Photovoltaics.">Pure Cubic-Phase Hybrid Iodobismuthates AgBi2I7 for Thin-Film Photovoltaics.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (33), 9586-9590 (2016).</li><li>Fourcroy, P. H., Palazzi, M., Rivet, J., Flahaut, J., C&#233;olin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Etude+du+Systeme+AgIBiI3.">Etude du Systeme AgIBiI3.</a> Materials Research Bulletin. 14 (3), 325-328 (1979).</li><li>Kondo, S., Itoh, T., Saito, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strongly+Enhanced+Optical+Absorption+in+Quench-Deposited+Amorphous+AgI+Films.">Strongly Enhanced Optical Absorption in Quench-Deposited Amorphous AgI Films.</a> Physical Review B. 57 (20), 13235-13240 (1998).</li><li>Kumar, P. S., Dayal, P. B., Sunandana, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Formation+Mechanism+of+&#947;-AgI+Thin+Films.">On the Formation Mechanism of &#947;-AgI Thin Films.</a> Thin Solid Films. 357 (2), 111-118 (1999).</li><li>Valid&#378;i&#263;, I. L., Jokanpvi&#263;, V., Uskokovi&#263;, D. P., Nedeljkovi&#263;, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Solvent+on+the+Structural+and+Morphological+Properties+of+AgI+Particles+Prepared+Using+Ultrasonic+Spray+Pyrolysis.">Influence of Solvent on the Structural and Morphological Properties of AgI Particles Prepared Using Ultrasonic Spray Pyrolysis.</a> Materials Chemistry and Physics. 107 (1), 28-32 (2008).</li><li>Tezel, F. M., Kariper, &. #. 3. 0. 4. ;. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pH+on+Optic+and+Structural+Characterization+of+Chemical+Deposited+AgI+Thin+Films.">Effect of pH on Optic and Structural Characterization of Chemical Deposited AgI Thin Films.</a> Materials Research Ibero-American Journal of Materials. 20 (6), 1563-1570 (2017).</li><li>Chai, W. -. X., Wu, L. -. M., Li, J. -. Q., Chen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Series+of+New+Copper+Iodobismuthates:+Structural+Relationships,+Optical+Band+Gaps+Affected+by+Dimensionality,+and+Distinct+Thermal+Stabilities.">A Series of New Copper Iodobismuthates: Structural Relationships, Optical Band Gaps Affected by Dimensionality, and Distinct Thermal Stabilities.</a> Inorganic Chemistry. 46 (21), 8698-8704 (2007).</li><li>Konstantatos, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+Solution-Cast+Quantum+Dot+Photodetectors.">Ultrasensitive Solution-Cast Quantum Dot Photodetectors.</a> Nature. 442, 180-183 (2006).</li><li>Mercier, N., Louvaina, N., Bi, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+Diversity+and+Retro-Crystal+Engineering+Analysis+of+Iodometalate+Hybrids.">Structural Diversity and Retro-Crystal Engineering Analysis of Iodometalate Hybrids.</a> CrystEngComm. 11 (5), 720-734 (2009).</li><li>Zhu, X. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Mono-+versus+Di-ammonium+Cation+of+2,2'-Bithiophene+Derivatives+on+the+Structure+of+Organic-Inorganic+Hybrid+Materials+Based+on+Iodo+Metallates.">Effect of Mono- versus Di-ammonium Cation of 2,2'-Bithiophene Derivatives on the Structure of Organic-Inorganic Hybrid Materials Based on Iodo Metallates.</a> Inorganic Chemistry. 42 (17), 5330-5339 (2003).</li><li>Zhu, H., Pan, M., Johansson, M. B., Johansson, E. M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Photon-to-Current+Conversion+in+Solar+Cells+Based+on+Light-Absorbing+Silver+Bismuth+Iodide.">High Photon-to-Current Conversion in Solar Cells Based on Light-Absorbing Silver Bismuth Iodide.</a> ChemSusChem. 10 (12), 2592-2596 (2017).</li><li>Turkevych, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photovoltaic+Rudorffites:+Lead-Free+Silver+Bismuth+Halides+Alternative+to+Hybrid+Lead+Halide+Perovskites.">Photovoltaic Rudorffites: Lead-Free Silver Bismuth Halides Alternative to Hybrid Lead Halide Perovskites.</a> ChemSusChem. 10 (19), 3754-3759 (2017).</li></ol>

Мы предоставили подробный протокол для изготовления Ag-Bi я троичного полупроводников, которые должны быть использованы как свинец фотоэлектрических амортизаторы в тонкопленочных солнечных батарей с мезоскопических устройство архитектуры решения. c-TiO2 слоя были сформированы на ...

Решение обработанных неорганическими тонкопленочных солнечных батарей были широко изучены многих исследователей, стремящихся преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество1,2,3,4,5. С развитием архитектуры материала синтеза и устройства ведущий галогенид основе перовскитов поступили быть лучшим амортизаторы солнечных батарей с эффективности преобразования энергии (PCE) больше 22%5. Однако растет обеспокоенность по поводу использования токсичных свинца, а также вопросы стабильности свинца галоидных перовскита, сам.
Недавно было сообщено, что на основе висмута гибридные перовскитов может быть создана путем включения моновалентной катионов в сложных блок Иодид висмута и что они могут использоваться как фотоэлектрические амортизаторы в мезоскопических фотоэлемент архитектуры6, 7,8. Ведущую роль в перовскитов может быть заменен с висмута, который имеет 6s2 наружная Лон пара; Однако пока только обычных свинцовых галоидных методологии были использованы для совместной работы на основе висмута перовскитов со сложными кристаллических структур, несмотря на тот факт, что они имеют различные степени окисления и химические свойства9. Кроме того эти перовскитов имеют плохой поверхности морфологии и производят относительно толстые фильмов в контексте приложений тонкопленочных устройств; Таким образом они имеют плохой фотоэлектрических производительность с высоким запрещенной зоны энергии (> 2 eV)6,,78. Таким образом мы стремились найти новый метод для производства на основе висмута тонкопленочных полупроводников, которые являются экологически чистые, воздух стабильной, и имеют низкий запрещенной зоны энергии (< 2 eV), учитывая дизайн материала и методологии.
Мы представляем решение обработано Ag-Bi я троичного тонких пленок, которые могут быть кристаллизуется в индекс AgBi2я7 и Ag2ВП-5, для свинца и воздуха stable полупроводников10,11. В это исследование индекс AgBi2я7 композиция, n бутиламин используется как растворитель одновременно распустить йодистого серебра (AgI) и висмута йодид (3ВП) прекурсоров. Смесь спин литой и отожженной при 150 ° C на 30 мин в N2-заполнены перчаточный ящик; Впоследствии фильмы закалку до комнатной температуры. Результирующая тонких пленок Браун черный цвет. Кроме того на поверхности морфологии и кристалл состав тройных систем Ag-Bi я находятся под контролем температуры нагрева при отжиге и прекурсоров соотношение AgI/ВП3. В результате индекс AgBi2я7 тонких пленок проявлять кубической фазы кристаллической структуры, густой и гладкой поверхности морфологии с большими зерна 200-800 Нм в размер и оптический полоса разрыв 1.87 eV, начинают поглощать свет с длиной волны 740 Нм . Недавно сообщалось, что оптимизируя кристалл композиции и архитектуры устройств, Ag-Bi я троичного тонкопленочных солнечных элементов может достичь PCE 4,3%.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bismuth(III) iodide, Puratronic, 99.999% (metals basis)</td>
			<td>Afa Aesar</td>
			<td>7787-64-6</td>
			<td>stored in N2-filled condition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver iodide, Premion, 99.999% (metals basis)</td>
			<td>Afa Aesar</td>
			<td>7783-96-2</td>
			<td>stored in N2-filled condition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butylamine 99.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>109-73-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>9002-93-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol (IPA)</td>
			<td>Duksan</td>
			<td>67-63-0</td>
			<td>Electric High Purity GRADE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium(IV) isopropoxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>546-68-9</td>
			<td>&#8805;97.0%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl alcohol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td>200 proof, ACS reagent, &#8805;99.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>SAMCHUN</td>
			<td>7647-01-0</td>
			<td>Extra pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Titanium tetrachloride (TiCl4)</td>
			<td>sharechem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50nm-sized TiO2 nanoparticle paste</td>
			<td>sharechem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-63-0</td>
			<td>anhydrous, 99.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terpineol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>8000-41-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating oven</td>
			<td>WiseTherm</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen (O2) plasma</td>
			<td>AHTECH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray diffraction (XRD)</td>
			<td>Rigaku</td>
			<td></td>
			<td>Rigaku Miniflex 600 diffractometer with a NaI scintillation counter and using monochromatized Cu-K&#945; radiation 
			(1.5406 &#197; wavelength).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fourier transform infrared (FTIR)</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>Bruker Tensor 27</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>field-emission scanning electron microscope (FE-SEM)</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td></td>
			<td>Hitachi SU8230</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Vis spectra</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td></td>
			<td>PerkinElmer LAMBDA 950 
			Spectrophotometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS)</td>
			<td>RBD Instruments</td>
			<td></td>
			<td>PHI5500 Multi-Technique system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

solution-processed "silver-bismuth-iodine" ternary thin films for lead-free photovoltaic absorbers

На основе висмута гибридные перовскитов рассматриваются как перспективных фото активные полупроводников для окружающей среды и воздуха stable солнечной ячейки приложений. Однако бедные поверхности морфологии и относительно высокой bandgap энергий ограничили их потенциал. Серебро висмут йод (Ag-Bi-I) является перспективным полупроводниковых оптоэлектронных устройств. Таким образом мы демонстрируем изготовление Ag-Bi я троичного тонких пленок, с использованием материала решения обработки. Результате тонких пленок проявлять контролируемой поверхности морфологии и оптических нанофотоэлектролиза, согласно их тепловой температуры отжига. Кроме того, сообщалось, что АГ-Bi я тройных систем кристаллизуются индекс AgBi2я7, Ag2ВП5и т.д. по словам соотношение химических веществ – прекурсоров. Решение обработано индекс AgBi2я7 тонких пленок проявлять кубической фазы кристаллической структуры, плотные, Пинхол бесплатный морфологии поверхности с зернами размером от 200 до 800 Нм и косвенные bandgap 1.87 eV. В результате индекс AgBi2я7 тонких пленок показать хороший кондиционер энергии и стабильности группы диаграмм, а также поверхности морфологии и оптических нанофотоэлектролиза подходит для свинца и воздуха stable сингл сочленения солнечных батарей. Совсем недавно солнечных батарей с 4,3% эффективности преобразования энергии был получен путем оптимизации Ag-Bi я кристалл композиции и архитектуры устройств солнечных батарей.

Сообщалось, что АГ-Bi я тройных систем, которые рассматриваются в качестве перспективных полупроводников, являются кристаллизуется в различных композиций, таких как индекс AgBi2я7,4AgBiI и Ag2ВП510, согласно Молярное соотношение AgI ВП<...

Watch this Scientific Journal Video about Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers at JoVE.com

Solution-Processed "Silver-Bismuth-Iodine" Ternary Thin Films for Lead-Free Photovoltaic Absorbers

Здесь, мы представляем подробные протоколы для решения обработано серебро висмут йод (АГ-Bi-I) троичной полупроводниковых пленок на TiO2-покрытая прозрачным электродов и их потенциальное применение как воздух stable и свинца бесплатно оптоэлектронные устройства.

Решение обработано «Серебро висмут йод» тройных тонких пленок для свинца фотоэлектрических амортизаторы

Bismuth-based hybrid perovskites are regarded as promising photo-active semiconductors for environment-friendly and air-stable solar cell applications. ...

Этот метод может помочь вам ответить на ключевые вопросы о том, как сделать решение обупроизводимым серебристый висмут-йодные кралярные полупроводники для экологически чистых тонких солнечных элементов пленки и принять приложения. Основным преимуществом этой техники является изготовление раствора из серебра-висмута-йода, который затем используется в качестве свободного от свинца фотоэлектрического амортизатора в тонких пленкных солнечных батареях с микроскопическими архитектурами устройства. Этот метод имеет потенциальное применение в производстве экологически чистых тонких солнечных элементов пленки, потому что серебристо-висмут-йодные тернальные полупроводники являются свинцовыми, воздухостойкими фотоэлектрическими амортизаторами.Чтобы начать подготовку раствора прекурсора для компактных слоев диоксида титана, поместите 8 миллилитров ангидрогенного этанола в стеклянный флакон объемом 20 миллилитров и начните энергично перемешивать его. Добавьте 0,74 миллилитров титанового изопропоксида к перемешиванию этанола dropwise. А затем быстро добавить 0,06 миллилитров концентрированной соляной кислоты.Перемешать смесь в течение 12-24 часов при комнатной температуре, чтобы сформировать раствор прекурсора. Далее, sonicate голый один дюйм на один дюйм FTO субстрат в течение 15 минут каждый в 2%aqueous октоксинол-9, ацетон, и изопропиловый спирт. Высушите чистый субстрат в духовке при температуре 70 градусов по Цельсию в течение одного часа и дайте ему остыть до комнатной температуры в воздухе.Затем, исправить субстрат на спину пальто патрон. Заполните 1 миллилитр или 3 миллилитровый шприц компактным раствором прекурсора диоксида титана и прикрепите фильтр шприца 0,2 нанометров. Фильтровать раствор в небольшой флакон.Нанесите 200 микролитров фильтрованного раствора прекурсора на субстрат, чтобы полностью покрыть его. Спиновое покрытие субстрата при 3000 об/мин в течение 30 секунд. Аннеал пленка в духовке при температуре 500 градусов по Цельсию в течение одного часа.Затем выключите огонь и дайте субстрату остыть в воздухе до комнатной температуры, которая обычно занимает около шести часов. Затем погрузите покрытый субстрат в aqueous 0.12 молярный раствор титанового тетрахлорида. Замочите субстрат в духовке 70 градусов по Цельсию в течение 30 минут.Тщательно промыть субстрат в деионизированной воде после этого, чтобы удалить остаточный тетрахлорид титана. Аннеал пленка при температуре 500 градусов по Цельсию в течение одного часа, а затем дать ему остыть до комнатной температуры в воздухе. После охлаждения храните компактный субстрат с диоксидом титана под азотным газом для более длительного использования.Для начала подготовки раствора прекурсора для мезопорного титанового слоя наночастиц в 5 миллилитров стеклянном флаконе смешайте 0,5 грамма 50 наночастиц диоксида титана с 1,75 граммами изопропилового спирта и 0,5 граммами терпинеола. Добавьте бар для перемешивания во флакон и перемешайте до полного растворения пасты. Обычно это занимает около часа.Затем зафиксировать компактный титановый субстрат FTO с диоксидом на спиновом покрытии и применить 200 микролитров раствора наночастиц к поверхности субстрата. Спиновое покрытие субстрата при 5000 об/мин в течение 30 секунд. Аннеал покрытием субстрат в духовке при температуре 500 градусов по Цельсию в течение одного часа и дайте ему остыть до комнатной температуры.Затем замочите субстрат в aqueous 0,12 молярного раствора тетрахлорида титана при 70 градусах по Цельсию в течение 30 минут. Тщательно промыть субстрат деионизированной водой. Аннеал его при температуре 500 градусов по Цельсию в течение одного часа и дайте ему остыть до комнатной температуры в воздухе.Храните субстрат, покрытый компактными и мезопорными слоями диоксида титана, под азотным газом для более длительного использования. Для начала подготовки тонких пленок серебряного йодизмутата, серебряного дибисмута гептайодида, в наполненном азотом перчаточном ящике при низкой влажности смешайте 0,3 грамма висмута-три йодида, 0,06 грамма йодида серебра и 3 миллилитров н-бутиламина. Энергично вихрь смеси, пока твердые тела в основном растворяются, а затем шприц фильтр прекурсора раствор через 0,2 микрометра фильтра политетрафторэтилена.Затем зафиксировать желаемый субстрат на спиновом пальто и применить 200 микролитров фильтрованного раствора прекурсора. Спиновое покрытие субстрата при 6000 об/мин в течение 30 секунд. Поместите субстрат на горячую тарелку и нагрейте его до 150 градусов по Цельсию.Аннеал пленку при этой температуре в течение 30 минут, а затем быстро удалить его из горячей пластины, чтобы утолить его. В наполненном азотом бардачке смешайте 10 миллиграммов P3HT и 1 миллилитр хлоробензена. Перемешать смесь при 50 градусах по Цельсию в течение 30 минут, чтобы полностью растворить P3HT, а затем фильтровать смесь с фильтром шприца PTFE 0,2 микрометра.Затем зафиксировать субстрат FTO, покрытый серебряным дибисмутом гепатиодидом, на компактном и мезопорном диоксиде титана на спиновом пальто. Нанесите 100 микролитров раствора P3HT на субстрат и вращай покрытие субстрата при 4000 об/мин или 30 секунд. Аннеал пленка P3HT на горячей тарелке, разогретой до 130 градусов по Цельсию в течение 10 минут.Пусть субстрат остынет до комнатной температуры в бардачке. Наконец, используйте тепловой испаритель для депонировать 100 нанометров золота со скоростью 0,5 ангстрема в секунду на субстрате, чтобы сформировать верхние золотые контакты солнечной батареи. С помощью этого метода были изготовлены серебристо-висмутно-йодные тонкие пленки, 1:2, 1:1 и 2:1 молярных соотношений йодида серебра к йодиду висмута-3.Фильм 1:2 показал один пик на уровне около 42 градусов, что свидетельствует о кубической структуре. Пик расщепления наблюдался для фильмов 1:1 и 2:1, что указывает на шестиугольную структуру. Пленка 1:2 поглощала более длинные длины волн, чем пленка 2:1.Кроме того, пленка 1:2 имела гладкую поверхность с крупными зернами, в то время как частицы избыточного йодида серебра наблюдались на пленке 2:1. Таким образом, фильм 1:2 был выбран для дальнейшего изучения. Рентгеновская дифракция показала, что для того, чтобы пленка 1:2 полностью кристаллизовались в кубической фазе, требовалась температура 150 градусов по Цельсию.Фильм был стабильным в воздухе, по крайней мере 10 дней. Спектроскопии FTIR показали, что остаточный n-бутиламин оставался слабо сложным для висмута-3 йодида и йодида серебра при более низких температурах, подавляя образование серебристо-висмут-йодных строительных блоков. Зерна стали больше и более плотно упакованы по мере повышения температуры.Пленки, анналированные при 150 градусах Цельсия, также имели наиболее подходящие свойства поглощения для использования в солнечных батареях. В целом, серебряный дибисмут гептайодид пленка annealed на 150 градусов по Цельсию показал подходящие энергетические свойства для использования солнечных батарей. Этот метод прокладывает путь для исследователей раствора обучаемых тонкой пленки солнечных элементов для дальнейшего развития методологий для серебра висмут-йода тернальные полупроводники в таких приложениях, как свинец-бесплатно и воздух-стабильный тонкой пленки солнечных элементов.При попытке этой процедуры, вы можете использовать контролируемую влажность менее 20% для спина покрытие субстрата с серебряно-висмут-йод раствор прекурсоров. Если вы вращаете пальто раствор прекурсора на или над влажностью 30%, то вы увидите yellowish из-за высоки реактивного и фото Если вы не можете контролировать влажность в пальто закрутки, то вы можете закрутить пальто раствор прекурсора в N-заполненной коробке перчатки. Однако, пожалуйста, имейте в виду, что вы должны полностью очистить перчаточный ящик после того, как это будет сделано.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation

К Biomimicking Вуд: сварная свободно стоящие фильмы Nanocellulose, лигнин, и синтетический поликатиона

Woody materials are comprised of plant cell walls that contain a layered secondary cell wall composed of structural polymers of polysaccharides and ...

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Атомно шаблонов, для эпитаксиального роста сложного оксида тонких пленок

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

Изготовление большой площади свободной стоя ультратонких полимерных пленок

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Construction and Systematical Symmetric Studies of a Series of Supramolecular Clusters with Binary or Ternary Ammonium Triphenylacetates

Строительство и систематические симметричные Исследования из серии супрамолекулярных кластеров с двойная или тройная аммония Triphenylacetates

Functions of clusters in nano or sub-nano scale significantly depend on not only kinds of their components but also arrangements, or symmetry, of their ...

Cooling Rate Dependent Ellipsometry Measurements to Determine the Dynamics of Thin Glassy Films

Охлаждение скоростью, зависящей эллипсометрии измерений для определения динамики тонких пленок стеклообразных

This report aims to fully describe the experimental technique of using ellipsometry for cooling rate dependent Tg (CR-Tg) experiments. These measurements ...

Capillary Electrophoresis to Monitor Peptide Grafting onto Chitosan Films in Real Time

Капиллярный электрофорез Контролировать Peptide прививкой на хитозана пленок в режиме реального времени

Free-solution capillary electrophoresis (CE) separates analytes, generally charged compounds in solution through the application of an electric field. ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

Процесс низкого давления паров при содействии решения перестраиваемый полоса разрыв обскуры бесплатная Methylammonium свинца галоидных перовскита фильмов

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

Реактивная парофазное осаждение конъюгированных полимерных пленок на произвольные подложках

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

Химический синтез пористых бария титаната тонкой пленки и тепловой стабилизации сегнетоэлектрических фазы, пористость индуцированной штамм

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Inkjet Printing All Inorganic Halide Perovskite Inks for Photovoltaic Applications

Струйная печать всех неорганических галоидных перовскита красок для фотоэлектрических приложений

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are ...