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

Bu eser Daegu Gyeongbuk Enstitüsü bilim ve teknoloji (DGIST) araştırma ve geliştirme (Ar- Ge) programları Bilim Bakanlığı, ICT ve Kore gelecek planlama (18 / ET / 01) tarafından desteklenmiştir. Bu eser de Kore Enstitüsü enerji teknoloji değerlendirme ve Planning(KETEP) ve Ticaret Bakanlığı, sanayi ve Energy(MOTIE) Kore Cumhuriyeti (No. 20173010013200) tarafından desteklenmiştir.

1. hazırlanması çıplak-cam, flor katkılı kalay oksit (SnO2: F) yüzeyler
<ol><li>Çıplak-cam, kalay oksit (FTO) Flor katkılı yüzeylerde temizlemek için bunları sırayla sulu bir çözüm %2 Triton, deiyonize (DI) su, aseton ve izopropil alkol (IPA), her 15dk için içeren solüsyon içeren temizleyicide.</li>
	<li>Artık IPA kaldırmak 1 h için 70 ° C'de Isıtma fırında temizlenmiş yüzeylerde koymak.</li>
</ol>2. elektronlar engellemek için hazırlanması kompakt TiO<...

<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>

Biz ince-film güneş pilleri mezoskopik aygıt mimarileri ile kurşunsuz fotovoltaik emiciler olarak yararlanılması gereken olan Ag-Bi-ben Üçlü yarı iletkenler, çözüm imalatı için detaylı bir protokol sağladı. c-TiO2 katmanları FTO yüzeylerde FTO elektrotlar akan elektron kaçağı önlemek için kuruldu. m-TiO2 katmanları ardışık olarak c-TiO2tarihinde kuruldu-kaplı FTO yüzeylerde fotovoltaik emiciler (yani, Ag-Bi-ben ince filmler) oluşturulan elektron ç...

Çözüm işlenen inorganik ince-film güneş pilleri güneş ışığı doğrudan elektrik1,2,3,4,5dönüştürmek isteyen pek çok araştırmacı tarafından yaygın olarak incelenmiştir. Malzeme sentezi ve aygıt mimari gelişimi ile kurşun perovskites halide tabanlı en iyi güneş pili emiciler ile bir güç dönüşüm verimliliği (PCE) %225' ten büyük olması için rapor edilmiştir. Ancak, zehirli kurşun kullanımı yanı sıra istikrar sorunları, kurşun-halide perovskite kendisi hakkında endişeler artmaktadır.
Son zamanlarda bizmut tabanlı melez perovskites bizmut iyodür karmaşık bir bölüm monovalent katyon ve bunlar mezoskopik güneş pili mimarileri6fotovoltaik emiciler olarak kullanılabilir dahil ederek oluşturulması mümkündür bildirilmiştir, 7,8. Perovskites kurşun 6s olan bizmut ile değiştirilebilir2 dış yalnız çift; Ancak, şimdiye kadar sadece geleneksel kurşun halide metodolojileri farklı oksidasyon Birleşik ve kimyasal özellikleri9ellerinde olmasına rağmen karmaşık kristal yapıları ile bizmut tabanlı melez perovskites için kullanılmaktadır. Buna ek olarak, bu perovskites kötü yüzey türleri morfoloji var ve ince film aygıt uygulamaları bağlamında nispeten kalın filmler üretmek; Bu nedenle, onlar yüksek bant-gap enerji (> 2 eV)6,7,8ile zayıf bir fotovoltaik performansına sahip. Böylece, biz çevre dostu, hava-kararlı, bizmut tabanlı ince film Yarıiletkenler, üretmek için yeni bir yöntem bulmak ve düşük bant-gap enerji (< 2 eV), malzeme tasarımına ve metodoloji dikkate alınarak istedi.
Biz-ebilmek var olmak çözüm işlenen Ag-Bi-ben Üçlü ince filmler, mevcut kristalize AgBi2' ye ben7 ve Ag2bıı5, kurşun içermeyen ve hava-kararlı yarı iletkenler10,11. Bu çalışma için AgBi2ben7 kompozisyon, n-butylamine bir çözücü gümüş iyodür (AGI) ve bizmut iyodür (bıı3) öncüleri aynı anda çözmek için kullanılır. Spin-döküm ve tavlanmış 30 dk içinde bir N2için 150 ° C'de karışımı-torpido; dolu daha sonra film oda sıcaklığında su. Sonuç ince filmler kahverengi-siyah renkte. Buna ek olarak, yüzey morfolojisi ve kristal kompozisyon Ag-Bi-ben Üçlü sistemleri tavlama sıcaklıkları ve öncü oranı AgI/bıı3tarafından kontrol edilir. Elde edilen AgBi2ben7 ince filmler sergi bir küp aşama kristal yapı, yoğun ve pürüzsüz yüzey türleri morfoloji 200-800 Nm boyutunda büyük tahıl ve bir optik bant boşluğu 1.87 bir dalga boyu 740 ışıktan emmek başlangıç ev nm . Son zamanlarda kristal besteleri ve aygıt mimarisi optimize ederek, Ag-Bi-ben Üçlü ince-film güneş pilleri % 4.3 PCE elde edebilirsiniz bildirilmiştir.

<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

Bizmut tabanlı melez perovskites umut verici fotoğraf-aktif yarı iletkenler, çevre dostu ve hava-kararlı güneş pili uygulamaları için olarak kabul edilmektedir. Ancak, yoksul yüzey türleri Morfoloji ve nispeten yüksek bandgap enerjileri potansiyellerini sınırlı olabilir. Gümüş-bizmut-iyot (Ag-Bi-ı) opto-elektronik cihazlar için umut verici bir yarı iletken olduğunu. Bu nedenle, biz Ag-Bi-ben Üçlü ince filmler malzeme çözüm işleme kullanarak imalatı göstermek. Elde edilen ince filmlerin kontrollü yüzey türleri Morfoloji ve optik bandgaps göre tavlama sıcaklıkları onların termal sergi. Buna ek olarak, bu üç terimli sistemleri Ag-Bi-ben kristalize ki AgBi2' ye ben7, bildirilmiştir Ag2bıı5, vb öncül kimyasalların oranını göre. Çözüm işlenen AgBi2ben7 ince filmler sergi bir kübik fazlı kristal yapısı, yoğun, iğne deliği içermeyen yüzey türleri morfoloji büyüklükleri 200 800 arasında değişen tahıllar ile nm ve 1.87 ev dolaylı bir bandgap. Ben7 ince filmler göstermek iyi istikrar ve enerji band diyagramları hava, hem de su yüzüne çıkan AgBi2türleri Morfoloji ve optik bandgaps kurşun içermeyen ve hava-kararlı tek Kavşağı güneş hücreleri için uygun. Son zamanlarda, bir güneş pili % 4.3 güç dönüşüm verimliliği ile Ag-Bi-ben kristal besteleri ve güneş pili cihaz mimarileri optimize ederek elde edildi.

Bu umut verici yarı iletkenler kabul edilmektedir, Ag-Bi-ben Üçlü sistemleri, olduğunu bildirilmiştir kristalize AgBi2gibi çeşitli kompozisyonlarda ben7, AgBiI4ve Ag2bıı510, göre AgI molar oranı bıı3. Daha önceki çalışmalar toplu kristal formları Ag-Bi-ben Üçlü sistemlerinin çeşitli besteleri ile deneysel olarak AgI ve bıı3 molar oranını değiştirerek sentezlen...

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

Burada, biz mevcut detaylı iletişim kuralları için çözüm işlenen gümüş-bizmut-iyot (Ag-Bi-ı) Üçlü Yarıiletken ince filmler TiO2üzerinde fabrikasyon-kaplı şeffaf elektrotlar ve onların hava-kararlı olarak potansiyel uygulama ve kurşun içermez Opto-elektronik cihazlar.

Çözüm işlenen "Gümüş-bizmut-iyot" Üçlü ince filmler için kurşunsuz fotovoltaik emiciler

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

Bu yöntem, çevre dostu ince film güneş pilleri için çözümlenebilir gümüş-bismuth-iyot lu yarı iletkenler yapmak ve uygulamaları benimsemek hakkında anahtar soruları cevaplamak yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, mikroskobik cihaz mimarilerine sahip ince film güneş hücrelerinde kurşunsuz fotovoltaik emici olarak kullanılan gümüş-bismut-iyot çözeltisi üretimidir. Gümüş-bismut-iyot-iyot üçüncül yarı iletkenler kurşunsuz, hava-kararlı fotovoltaik emiciler çünkü bu teknik çevre dostu ince film güneş hücrelerinin üretiminde potansiyel uygulamalara sahiptir.Kompakt titanyum dioksit katmanları için öncül çözeltihazırlamaya başlamak için, 20 mililitrelik cam şişeye 8 mililitre susuz etanol yerleştirin ve şiddetle karıştırmaya başlayın. Karıştırma etanol damla doğru titanyum ikonpropoksit 0.74 mililitre ekleyin. Ve sonra hızla konsantre hidroklorik asit 0.06 mililitre ekleyin.Öncül çözeltiyi oluşturmak için oda sıcaklığında 12 ila 24 saat boyunca karışımı karıştırın. Sonra, 15 dakika boyunca bir inç FTO substrat tarafından çıplak bir inç sonicate 2% sulu octoxynol-9, aseton, ve isopropil alkol her. Temiz substratı bir saat boyunca 70 derecede bir fırında kurutun ve havadaki oda sıcaklığına soğumaya bırakın.Sonra, bir spin coater chuck üzerinde substrat düzeltmek. 1 mililitre veya 3 mililitrelik şırıngayı kompakt titanyum dioksit tabakası öncül çözeltisi ile doldurun ve 0,2 nanometre şırınga filtresi takın. Çözümü küçük bir şişeye süzün.Filtrelenmiş öncül çözeltinin 200 mikrolitresini tam olarak kapsayabilmek için substrata uygulayın. Spin kat 3000 RPM de 30 saniye için substrat. Anneal bir saat için 500 santigrat derece bir fırında film.Sonra ısı kapatın ve genellikle yaklaşık altı saat sürer oda sıcaklığına havada substrat soğumasını bekleyin. Daha sonra, kaplamalı substrat titanyum tetraklorür sulu 0,12 molar çözeltisi batırın. 30 dakika boyunca 70 derece santigrat fırında substrat ıslatın.Daha sonra artık titanyum tetraklorür çıkarmak için substratı deiyonize suda iyice durulayın. Bir saat için 500 santigrat derece film Anneal ve daha sonra havada oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Soğuduktan sonra, kompakt titanyum dioksit kaplı substratı daha sonra kullanmak üzere azot gazı altında saklayın.5 mililitrelik cam şişede mezoporous titanyum dioksit nanopartikül tabakası için öncül çözelti hazırlamaya başlamak için, 0,5 gram 50 nanometre titanyum dioksit nanopartikül macunu ile 1,75 gram izopropil alkol ve 0,5 gram terpineol birleştirir. Şişeye bir karıştırma çubuğu ekleyin ve macun tamamen eriyene kadar karıştırın. Bu genellikle yaklaşık bir saat sürer.Daha sonra, bir spin coater üzerinde kompakt titanyum dioksit kaplı FTO substrat düzeltmek ve substrat yüzeyine nanopartikül çözeltisi 200 mikrolitre uygulayın. Spin kat 30 saniye için 5000 RPM de substrat. Bir saat boyunca 500 santigrat derecede bir fırında kaplamalı substrat anneal ve oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.Daha sonra substratı 70 derecede 70 derecede 30 dakika boyunca sulu 0,12 molar titanyum tetraklorür çözeltisi içinde ıslatın. Substratı deiyonize suyla iyice durulayın. Bir saat boyunca 500 santigrat derecede anneal ve havada oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.Daha sonra kullanmak üzere azot gazı altında kompakt ve mezogözenyum titanyum dioksit katmanları ile kaplanmış substrat saklayın. Gümüş iodobismuthate ince filmler hazırlamaya başlamak için, gümüş dibismuth heptaiodide, düşük nem bir azot dolu torpido glovebox içinde 0.3 bismut-üç iyodür, gümüş iyodür 0.06 gram ve n-butylamine 3 mililitre birleştirir. Katılar çoğunlukla eriyene kadar karışımı şiddetle girdap, ve sonra şırınga 0,2 mikrometre politetrafloroetilen filtre ile öncül çözelti filtre.Daha sonra, bir spin coater üzerinde istenilen substrat düzeltmek ve filtreli öncül çözelti200 mikrolitre uygulayın. Spin kat 30 saniye için 6000 RPM de substrat. Bir sıcak plaka üzerine substrat yerleştirin ve 150 santigrat dereceye ısıtın.Anneal 30 dakika boyunca bu sıcaklıkta film ve daha sonra hızlı bir şekilde söndürmek için sıcak tabaktan çıkarın. Azot dolu bir torpido kutusunda, 10 miligram P3HT ve 1 mililitre klorobenzeni birleştirin. P3HT'yi tamamen eritmek için karışımı 50 derecede 30 dakika karıştırın ve karışımı 0,2 mikrometreLIK PTFE şırınga filtresi ile filtreleyin.Sonra, bir spin coater üzerinde kompakt ve mesoporous titanyum dioksit gümüş dibismuth hepatiodide ile kaplı bir FTO substrat düzeltmek. 100 mikrolitre P3HT çözeltisini substrata uygulayın ve 4000 RPM veya 30 saniyede substratı spin katlayın. Anneal P3HT film sıcak bir tabak üzerinde önceden 130 derece santigrat için 10 dakika ısıtılır.Alt tabakanın torpido durumda oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Son olarak, güneş pili üst altın temas oluşturmak için substrat üzerinde saniyede 0,5 angstroms altın 100 nanometre yatırmak için bir termal buharlaştırıcı kullanın. gümüş-bismut-iyot tersiyer ince filmler, 1:2, 1:1 ve 2:1 gümüş iyodür 2:1 molar oranları bu yöntemle üretildi.1:2 film yaklaşık 42 derece tek bir zirve gösterdi, kübik bir yapı indiciating. 1:1 ve 2:1 filmlerinde altıgen yapıyı gösteren pik bölme gözlendi. 1:2 film, 2:1'den daha uzun dalga boylarını emdi.Ayrıca, 1:2 film 2:1 film üzerinde aşırı gümüş iyodür parçacıkları gözlenen ise büyük taneleri ile pürüzsüz bir yüzeye sahipti. 1:2 film böylece daha fazla çalışma için seçildi. X-ışını kırınımı, 1:2 filminin kübik fazda tamamen kristalleşmesi için 150 santigrat derecelik bir sıcaklık gerektiğini gösterdi.Film en az 10 gün havada sabit kaldı. FTIR spektroskopileri, artık n-butilamine'nin düşük tavlama sıcaklıklarında bizmut-3 iyodür ve gümüş iyodüre kadar zayıf bir şekilde karmaşık kaldığını ve gümüş-bizmut-iyot yapı taşlarının oluşumunu baskıladığını ileri sürmüştür. Taneler, annelik sıcaklığı arttıkça daha büyük ve daha yoğun bir şekilde paketlenmiş hale geldi.150 santigrat derecede annealed filmler de güneş pilleri kullanmak için en uygun emme özellikleri vardı. Genel olarak, gümüş dibismuth heptaiodide film 150 santigrat derece annealed güneş pili kullanımı için uygun enerjik özellikleri gösterdi. Bu teknik, çözümlenebilir ince film güneş pilleri araştırmacılar için daha fazla kurşunsuz ve hava kararlı ince film güneş hücreleri gibi uygulamalarda gümüş-bismuth-iyot üçlü yarı iletkenler için metodolojiler geliştirmek için önünü açar.Bu prosedürü denerken, gümüş-bizmut-iyot öncül çözeltisi ile substrat ı kaplamak için %20'nin altında kontrollü nem kullanmak isteyebilirsiniz. Öncül çözeltiyi %30 nemde veya üzerinde döndürürseniz, son derece reaktif ve fotoğraf nedeniyle sarımsı bir şekilde görürsünüz Eğer spin kaplamadaki nemi kontrol edemiyorsanız, öncül çözeltiyi N dolgulu bir eldiven kutusunda çevirebilirsiniz. Ancak, bu yapıldıktan sonra tamamen eldiven kutusu temizlemek gerektiğini unutmayın.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Nanocellulose, Lignin Fabrikasyon Serbest duran Filmler ve Sentetik polikatiyon: Biomimicking Wood Doğru

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

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

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

Geniş alanlı Fabrikasyon Ultrathin Polimer Filmler Serbest ayakta

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

İnşaat ve İkili veya Üçlü Amonyum trifenilasetatlar ile Supramoleküler Kümeleri Bir Seri Sistematik Simetrik Çalışmaları

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

Puan Bağımlı Elipsometri Ölçümleri Soğutma İnce Camsı Filmlerin dinamikleri belirleme

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

Kapiler Elektroforez Real Time Kitosan Films üzerine Peptit Aşılama Monitör

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

Alçak basınç buhar destekli çözüm işlemini Tunable Grup Gap iğne deliği-Alerjik Methylammonium kurşun Halide Perovskite filmler için

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

Reaktif Buhar biriktirme rasgele yüzeylerde konjuge polimer filmleri

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

Kimyasal sentez gözenekli baryum Titanate ince Film ve Ferroelectric faz porozite indüklenen gerilim tarafından termal stabilizasyon

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

Fotovoltaik uygulamalar için tüm inorganik Halide Perovskite mürekkepler baskı mürekkep püskürtmeli

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