Name: niobium oxide films deposited by reactive sputtering: effect of oxygen flow rate
Uploaded: 2019-09-28T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate at JoVE.com

وأيد العمل Fundação الحماية من الاعمال الدستورية في ساو باولو (FAPESP) ، Centro de Desenvolvimento de Mmamiis Cerâmicos (CDMF-FAPESP N º 2013/07296-2, 2017/11072-3, 2013/09963-6 و 2017/18916-2). شكر خاص للأستاذ ماكسيمو سيو لي لقياسات PL.

1. النقش وتنظيف الركيزة
<ol><li>باستخدام نظام قطع الزجاج ، شكل ركائز 2.5 × 2.5 سم من أكسيد فلوريد رقيقه (FTO).</li>
	<li>حماية جزء من سطح الركيزة مع شريط الحرارية ترك 0.5 سم من جانب واحد يتعرض.</li>
	<li>إيداع كميه صغيره من مسحوق الزنك (ما يكفي لتغطيه المنطقة التي سيتم حفرها) علي الجانب العلوي من المكشوفة FTO وقط?...

<ol>
	<li>Wasa, K., Kitabatake, M., Adachi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Thin film materials technology : sputtering of compound materials. , (2004).</li><li>Kelly, P. J., Arnell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetron+sputtering:+A+review+of+recent+developments+and+applications.">Magnetron sputtering: A review of recent developments and applications.</a> Vacuum. 56, 159-172 (2000).</li><li>Chen, W. -. C., Peng, C. Y., Chang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heteroepitaxial+growth+of+TiN+film+on+MgO+(100)+by+reactive+magnetron+sputtering.">Heteroepitaxial growth of TiN film on MgO (100) by reactive magnetron sputtering.</a> Nanoscale Research Letters. 9, 551 (2014).</li><li>Guo, Q. X., 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=Heteroepitaxial+growth+of+gallium+nitride+on+(+1+1+1+)+GaAs+substrates+by+radio+frequency+magnetron+sputtering.">Heteroepitaxial growth of gallium nitride on ( 1 1 1 ) GaAs substrates by radio frequency magnetron sputtering.</a> Journal of Crystal Growth. 239, 1079-1083 (2002).</li><li>Berg, S., Nyberg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamental+understanding+and+modeling+of+reactive+sputtering+processes.">Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes.</a> Thin Solid films. (476), 215-230 (2005).</li><li>Wong, M. S., Sproul, W. D., Chu, X., Barnett, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+magnetron+sputter+deposition+of+niobium+nitride+films.">Reactive magnetron sputter deposition of niobium nitride films.</a> Journal Vacuum Science &amp; Technology A: Vacuum, Surfaces and Films. 11, 1528-1533 (2002).</li><li>Zoita, C. N., Braic, L., Kiss, A., Braic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+NbC+coatings+deposited+by+magnetron+sputtering+method.">Characterization of NbC coatings deposited by magnetron sputtering method.</a> Surface and Coatings Technology. 204, 2002-2005 (2010).</li><li>Nico, C., Monteiro, T., Gra&#231;a, M. P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Niobium+oxides+and+niobates+physical+properties:+Review+and+prospects.">Niobium oxides and niobates physical properties: Review and prospects.</a> Progress in Materials Science. 80, 1-37 (2016).</li><li>Aegerter, M. A., Schmitt, M., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sol-gel+niobium+pentoxide+coatings:+Applications+to+photovoltaic+energy+conversion+and+electrochromism.">Sol-gel niobium pentoxide coatings: Applications to photovoltaic energy conversion and electrochromism.</a> International Journal of Photoenergy. 4, 1-10 (2002).</li><li>Fernandes, S. L., 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=Hysteresis+dependence+on+CH3NH3PbI3+deposition+method+in+perovskite+solar+cells.">Hysteresis dependence on CH3NH3PbI3 deposition method in perovskite solar cells.</a> Proceedings of SPIE - International Society for Optics and Photonics. 9936, 9936 (2016).</li><li>Fernandes, S. L., 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=Nb2O5hole+blocking+layer+for+hysteresis-free+perovskite+solar+cells.">Nb2O5hole blocking layer for hysteresis-free perovskite solar cells.</a> Materials Letters. 181, 103-107 (2016).</li><li>Hamada, K., Murakami, N., Tsubota, T., Ohno, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution-processed+amorphous+niobium+oxide+as+a+novel+electron+collection+layer+for+inverted+polymer+solar+cells.">Solution-processed amorphous niobium oxide as a novel electron collection layer for inverted polymer solar cells.</a> Chemical Physics Letters. 586, 81-84 (2013).</li><li>Aegerter, M. a. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sol-gel+niobium+pentoxide:+A+promising+material+for+electrochromic+coatings,+batteries,+nanocrystalline+solar+cells+and+catalysis.">Sol-gel niobium pentoxide: A promising material for electrochromic coatings, batteries, nanocrystalline solar cells and catalysis.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 68, 401-422 (2001).</li><li>Rani, R. A., Zoolfakar, A. S., O'Mullane, A. P., Austin, M. W., Kalantar-Zadeh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+films+and+nanostructures+of+niobium+pentoxide:+fundamental+properties,+synthesis+methods+and+applications.">Thin films and nanostructures of niobium pentoxide: fundamental properties, synthesis methods and applications.</a> Journal Materials Chemistry A. 2, 15683-15703 (2014).</li><li>Foroughi-Abari, A., Cadien, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth,+structure+and+properties+of+sputtered+niobium+oxide+thin+films.">Growth, structure and properties of sputtered niobium oxide thin films.</a> Thin Solid Films. 519, 3068-3073 (2011).</li><li>Numata, 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=Nb-doped+amorphous+titanium+oxide+compact+layer+for+formamidinium-based+high+efficiency+perovskite+solar+cells+by+low-temperature+fabrication.">Nb-doped amorphous titanium oxide compact layer for formamidinium-based high efficiency perovskite solar cells by low-temperature fabrication.</a> Journal Materials Chemistry A. 6, 9583-9591 (2018).</li><li>Gra&#231;a, M. P. F., Meireles, A., Nico, C., Valente, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nb2O5+nanosize+powders+prepared+by+sol-gel+-+Structure,+morphology+and+dielectric+properties.">Nb2O5 nanosize powders prepared by sol-gel - Structure, morphology and dielectric properties.</a> Journal of Alloys and Compounds. 553, 177-182 (2013).</li><li>Kogo, A., Numata, Y., Ikegami, M., 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=Nb+2+O+5+Blocking+Layer+for+High+Open-circuit+Voltage+Perovskite+Solar+Cells.">Nb 2 O 5 Blocking Layer for High Open-circuit Voltage Perovskite Solar Cells.</a> Chemistry Letters. 44, 829-830 (2015).</li><li>Ueno, S., Fujihara, S. <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+an+Nb2O5+nanolayer+coating+on+ZnO+electrodes+in+dye-sensitized+solar+cells.">Effect of an Nb2O5 nanolayer coating on ZnO electrodes in dye-sensitized solar cells.</a> Electrochimica Acta. 56, 2906-2913 (2011).</li><li>Fernandes, S. L., 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=Exploring+the+Properties+of+Niobium+Oxide+Films+for+Electron+Transport+Layers+in+Perovskite+Solar+Cells.">Exploring the Properties of Niobium Oxide Films for Electron Transport Layers in Perovskite Solar Cells.</a> Frontiers in Chemistry. 7, 1-9 (2019).</li><li>Shirani, A., 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=Tribologically+enhanced+self-healing+of+niobium+oxide+surfaces.">Tribologically enhanced self-healing of niobium oxide surfaces.</a> Surface and Coatings Technology. 364, 273-278 (2014).</li><li>Yan, 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=Nb2O5/TiO2+heterojunctions:+Synthesis+strategy+and+photocatalytic+activity.">Nb2O5/TiO2 heterojunctions: Synthesis strategy and photocatalytic activity.</a> Applied Catalysis B: Environmental. 152 (1), 280-288 (2014).</li></ol>

واستخدمت الأفلام أكسيد النيوبيوم التي أعدت في هذا العمل كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite. السمة الأكثر اهميه المطلوبة لطبقه النقل الكترون هو لمنع أعاده تركيبه ، وحجب الثقوب ونقل الكترونات بكفاءة.
في هذا الصدد استخدام تقنيه اخرق رد الفعل هو مفيد لأنه ينتج الأفلام ...

تستخدم تقنيه اخرق علي نطاق واسع لإيداع الأفلام عاليه الجودة. تطبيقه الرئيسي هو في صناعه أشباه الموصلات ، علي الرغم من انه يستخدم أيضا في طلاء السطح لتحسين الخواص الميكانيكية ، وطبقات عاكسه1. الميزة الرئيسية لأخرق هو امكانيه إيداع مواد مختلفه علي ركائز مختلفه. استنساخ الجيدة والسيطرة علي المعلمات ترسب. تقنيه اخرق يسمح ترسب الأفلام متجانسة ، مع التصاق جيده علي مساحات واسعه وبتكلفه منخفضه بالمقارنة مع طرق الترسيب الأخرى مثل ترسب بخار الكيميائية (الرسوم التعويضية) ، الشعاع الجزيئية (MBE) وترسب الطبقة الذرية (ALD) 1،2. عاده ، والأفلام أشباه الموصلات المودعة من قبل اخرق هي غير متبلور أو الكريستالات ، ومع ذلك ، هناك بعض التقارير عن النمو الفوقي من قبل اخرق3،4. ومع ذلك ، فان عمليه اخرق معقده للغاية ونطاق المعلمة واسعه5، لذلك من أجل تحقيق أفلام ذات جوده عاليه ، والفهم الجيد للعملية والمعلمة الأمثل ضروري لكل ماده.
هناك العديد من المقالات التي تبلغ عن ترسب الأفلام أكسيد النيوبيوم بواسطة اخرق ، وكذلك النيوبيوم نيتريد6 ونيبيوم كربيد7. بين الأكاسيد الدقيقة ، أكسيد النيوبيوم الخماسي (Nb2O5) هو ماده شفافة ، والهواء مستقره والمياه غير قابله للذوبان التي يسلك تعدد الاشكال واسعه النطاق. وهو أشباه الموصلات من نوع n مع القيم الفجوة الفرقة تتراوح بين 3.1 إلى 5.3 eV ، وإعطاء هذه الأكاسيد مجموعه واسعه من التطبيقات8،9،10،11،12،13 ،14،15،16،17،18،19. ملحوظة2O5 وقد اجتذبت اهتماما كبيرا كماده واعده لاستخدامها في الخلايا الشمسية perovskite بسبب الكفاءة المماثلة حقن الكترون والاستقرار الكيميائي أفضل مقارنه مع ثاني أكسيد التيتانيوم (تيو2). الاضافه إلى ذلك ، فان فجوه الفرقة من Nb2O5 يمكن ان تحسن الجهد الدائرة المفتوحة (Voc) من الخلايا14.
في هذا العمل ، تم إيداع Nb2O5 من قبل اخرق رد الفعل تحت معدلات تدفق الأكسجين المختلفة. في انخفاض معدلات تدفق الأكسجين ، تم زيادة الموصليه من الأفلام دون الاستفادة من المنشطات ، والذي يدخل الشوائب علي النظام. واستخدمت هذه الأفلام كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite تحسين أداء هذه الخلايا. وقد وجد ان خفض كميه الأكسجين يدفع تشكيل الوظائف الشاغرة الأكسجين ، مما يزيد من الموصليه الأفلام المؤدية إلى الخلايا الشمسية مع كفاءه أفضل.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>67-63-0</td>
			<td>solvent with maximum of 0.005% H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-tert-butylpyridine</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>3978-81-2</td>
			<td>chemical with 96% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetonitrile</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td>anhydrous solvent , 99.8% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bis(trifluoromethane)sulfonimide lithium salt</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>90076-65-6</td>
			<td>chemical with &#8805;99.95% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chlorobenzene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>108-90-7</td>
			<td>anhydrous solvent , 99.8% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>200-578-6</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorine doped tin oxide (SnO2:F) glass substrate</td>
			<td>Solaronix</td>
			<td>TCO22-7/LI</td>
			<td>substrate to deposit films</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kaptom tape</td>
			<td>Usinainfo</td>
			<td>04227</td>
			<td>thermal tape used to cover the substrates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kurt J Lesker magnetron sputtering system</td>
			<td>Kurt J Lesker</td>
			<td>------</td>
			<td>Sputtering equipment used to deposit compact films</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lead (II) iodide</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10101-63-0</td>
			<td>PbI2 salt- 99.998% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methylammonium iodide</td>
			<td>Dyesol</td>
			<td>14965-49-2</td>
			<td>CH3NH3I salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2,N2,N2&#8242;,N2&#8242;,N7,N7,N7&#8242;,N7&#8242;-octakis (4-methoxyphenyl)-9,9&#8242;-spirobi [9H-fluorene]-2,2&#8242;,7,7&#8242;-tetramine</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>207739-72-8</td>
			<td>Spiro-OMeTAD salt, 99% purity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Niobium target of 3&#8221;</td>
			<td>CBMM- Brazilian Metallurgy and Mining Company</td>
			<td>------</td>
			<td>niobium sputtering target used in the sputtering system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-N dimethylformamide</td>
			<td>Merck</td>
			<td>68-12-2</td>
			<td>solvent with maximum of 0.003% H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TiO2 paste</td>
			<td>Dyesol</td>
			<td>DSL 30NR-D</td>
			<td>titanium dioxide paste</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tris(2-(1H-pyrazol-1-yl)-4-tert-butylpyridine)cobalt(III) tri[bis(trifluoromethane)sulfonimide]</td>
			<td>Dyesol</td>
			<td>329768935</td>
			<td>FK 209 Co(III) TFSL salt</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

niobium oxide films deposited by reactive sputtering: effect of oxygen flow rate

اخرق التفاعلية هي تقنيه متعددة الاستخدامات لتشكيل الأفلام المدمجة مع تجانس ممتاز. الاضافه إلى ذلك ، فانه يسمح بسهوله التحكم في المعلمات ترسب مثل معدل تدفق الغاز الذي يؤدي إلى تغييرات علي تكوين التالي في الخصائص المطلوبة الفيلم. في هذا التقرير ، يتم استخدام اخرق رد الفعل لإيداع الأفلام أكسيد النيوبيوم. ويستخدم هدف النيوبيوم كمصدر معدني ومعدلات تدفق الأكسجين المختلفة لإيداع الأفلام أكسيد النيوبيوم. تم تغيير معدل تدفق الأكسجين من 3 إلى 10 sccm. الأفلام المودعة تحت معدلات تدفق الأكسجين منخفضه تظهر الموصليه الكهربائية اعلي وتوفير أفضل الخلايا الشمسية perovskite عند استخدامها كطبقه النقل الكترون.

في نظام الأخرق ، يتاثر معدل الترسب بشده بمعدل تدفق الأكسجين. ينخفض معدل الترسب عند زيادة تدفق الأكسجين. النظر إلى الظروف الحالية للمنطقة المستهدفة المستخدمة والطاقة البلازما ، لوحظ انه من 3 إلى 4 sccm هناك انخفاض معبره علي معدل ترسب ، ومع ذلك ، عندما يتم زيادة الأكسجين من 4 إلى 10 sccm يصبح اقل وض?...

Watch this Scientific Journal Video about Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate at JoVE.com

Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate

هنا ، ونحن نقدم بروتوكولا ل النيوبيوم أكسيد الأفلام ترسب من قبل اخرق رد الفعل مع معدلات تدفق الأوكسجين المختلفة لاستخدامها كطبقه نقل الكترون في الخلايا الشمسية perovskite.

أفلام أكسيد النيوبيوم المودعة من قبل اخرق التفاعلية: تاثير معدل تدفق الأكسجين

Reactive sputtering is a versatile technique used to form compact films with excellent homogeneity. In addition, it allows easy control over deposition ...

في تقنية sputter التفاعلية من الممكن أن يكون التحكم في الدقيقة من المعلمات التي تسمح لإيداع أبخرة أكسيد النيوبيوم مع stochiometer مختلفة وتفضيل. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي ترسب الأبخرة المتجانسة مع التصاق جيد على مساحات كبيرة وبتكلفة منخفضة ويعوق الإنتاج المنخفض. من المهم أن تولي اهتماما لكل خطوة وعدم تخطي أي.تحقيق كيفية التعامل مع المعدات والمظهر النهائي للأبخرة يساعد على تحقيق ترسب جيد. تبدأ من خلال حماية سطح الركيزة مع شريط حراري، وترك 0.5 سم من جانب واحد يتعرض. قم بإيداع مسحوق زنك يكفي لتغطية المنطقة لتُنقَس على الجزء العلوي من أكسيد الفلوريد الرقيق المعرض.ثم ببطء إسقاط حمض الهيدروكلوريك المركزة حتى يتم استهلاك كل من مسحوق الزنك من رد الفعل. غسل فورا الركيزة بالماء المتأين. قم بإزالة الشريط.و sonicate الركيزة مع الصابون لمدة 15 دقيقة، تليها مرتين في الماء، الأسيتون، والكحول ايزبروبانول. بعد تثبيت الركيزة من خلال قناع الظل المعدني ، ضع الركيزة في غرفة التخبط. بعد ختم الغرفة، بدء ضخ ميكانيكي، وتشغيل مضخة توربو الجزيئية.عندما يصل الفراغ خمس مرات 10 إلى التور الخمسة السلبية، وفتح نظام برودة المياه وتشغيل نظام التدفئة الركيزة. تعيين درجة الحرارة إلى 500 درجة مئوية، وزيادة 100 درجة مئوية كل خمس دقائق حتى تصل إلى القيمة المطلوبة. تعيين الأرجون إلى 40 SCCM، والأكسجين إلى ثلاثة سنتيمتر مكعب القياسية في الدقيقة الواحدة.أدخل الأرجون إلى الغرفة. وتعيين الضغط إلى خمسة مرات 10 إلى التور الثلاثة السلبية، والتردد اللاسلكي إلى 120 واط. قم بتشغيل تردد الراديو.استخدام مربع مطابقة المعاوقة لضبط التردد حسب الضرورة. إذا لم تبدأ البلازما، وزيادة الضغط ببطء حتى تصل إلى مرتين 10 إلى السلبية اثنين من torr. باستخدام صمام البوابة التي يمكن فتحها أو إغلاقها لتغيير معدل الضخ لضبط الضغط.الحفاظ على البلازما في 120 واط لمدة 10 دقائق لتنظيف الهدف النيوبيوم وإزالة أي طبقة أكسيد موجودة في سطحها. بعد التثبيت، أدخل الأكسجين إلى الغرفة، واضبط قوة الترددات اللاسلكية على 240 واط، وافتح مصراع الركازة. بدء ترسب وتعيين الوقت ترسب، لتحقيق سمك النهائي من 100 نانومتر.بمجرد اكتمال الترسب، أغلق الغالق، واطفئ تردد الراديو، واغلق الغازات، وخفّض درجة حرارة الركيزة. كما درجة حرارة الركيزة تصل إلى درجة حرارة الغرفة، أدخل الهواء لإعادة تأسيس الضغط المحيط قبل فتح الغرفة، وإزالة الركيزة. لبناء الخلايا الشمسية، وحماية كلا الجانبين من الركيزة مع قطعة من الشريط واستخدام معطف تدور في 4، 000 دوران في الدقيقة لمدة 30 ثانية لإيداع طبقة ثاني أكسيد التيتانيوم mesoporous على طبقة أكسيد النيوبيوم.ثم ضع الركيزة في الفرن وفقا لتسلسل الاحترار المشار إليه. عندما يصل الفرن إلى درجة حرارة الغرفة، استخدم المعطف الدوراني لإيداع طبقتين من يوديد الرصاص في طبقة ثاني أكسيد التيتانيوم بمعدل 6000 دوران في الدقيقة لمدة 90 ثانية. وضع الركيزة على صفيحة ساخنة أو 70 درجة مئوية لمدة 10 دقائق بعد كل ترسب.بعد المعالجة الحرارية، إسقاط 300 ملليلتر من محلول يوديد الميثيلامونيوم على طبقات يوديد الرصاص والانتظار 20 ثانية قبل الغزل في 4، 000 التناوب في الدقيقة لمدة 30 ثانية. في نهاية الدورة، ضع الركيزة على صفيحة ساخنة لمدة 10 دقائق عند 100 درجة مئوية، قبل إيداع محلول Spiro OMetTAD على قمة طبقة perovskite في معطف الدوران بمعدل 4، 000 دوران في الدقيقة لمدة 30 ثانية. ثم تخزين الأفلام في desiccator في الهواء بين عشية وضحاها لأكسدة سبيرو OMetTAD.في صباح اليوم التالي ، خدش الفيلم perovskite لفضح FTO. استخدم قناع الظل لإيداع ملامسة الذهب في آلة المبخر بمعدل 0.2 angstroms في الثانية حتى يصل سمك خمسة نانومتر، قبل زيادة معدل إلى angstrom واحد في الثانية للحصول على 17 نانومتر من اتصال الذهب. ثم تكون الخلية جاهزة للاختبار.في نظام التخبط ، يتأثر معدل الترسب بقوة بمعدل تدفق الأكسجين ، وينخفض عندما يزيد تدفق الأكسجين. على سبيل المثال، من ثلاثة إلى أربعة SCCM، هناك انخفاض معبر على معدل الترسب. عندما يزيد الأكسجين, من أربعة إلى 10 SCCM ولكن معدل الترسب يصبح أقل وضوحا.تعتمد مرحلة أكسيد النيوبيوم المتكونة على معدل تدفق الأكسجين، وبالنسبة للتدفقات فإن أقل من ثلاثة من ثاني أكسيد النيوبيوم SCCM هو المرحلة الرئيسية التي تتشكل. وبالنسبة للتدفقات التي تساوي أو تزيد عن 3.5 SCCM، يكون حجم الأكسجين مرتفعاً جداً بحيث لا يمكن توليد ثاني أكسيد النيوبيوم. بدلا من ذلك لوحظ النيوبيوم بنتوكسيد كمرحلة رئيسية.تُظهر صور التنظير الإلكتروني الجسيمات الكروية المترية النانوية للأفلام المودعة عند ثلاث نقاط خمسة وأربعة و10 SCCM. في المقابل، يكشف الفيلم المودع في ثلاث جسيمات على شكل ورقة. تظهر الأفلام المودعة بواسطة التخبط التفاعلي في معدلات تدفق الأكسجين المختلفة خصائص كهربائية مختلفة.الموصلية من الأفلام يزيد عند استخدام ثلاثة SCCM من الأوكسجين. عندما يتم زيادة معدل تدفق الأوكسجين إلى ثلاث نقاط خمس أو أربع أو 10 SCCM، لوحظ انخفاض في الموصلية. أداء الخلايا الشمسية perovskite يعتمد أيضا على أكسيد النيوبيوم المستخدمة.كخلية مصنوعة من طبقات نقل الإلكترون المودعة عند نقطة ثلاثة خمس SCCM لديه أفضل أداء مع أعلى دائرة كهربية التيار. تذكر أن تحقق من أن يتم تعيين جميع المعلمات بشكل صحيح قبل البدء في ترسب أفلام أكسيد النيوبيوم. يمكن أن تكون أفلام أكاسيد النيوبيوم هي السبب في تأجيل الحلول الكيميائية.ومع ذلك، فإن المعدن لا يسمح بترسب مختلف stoichiometry. هو تطوير الأجزاء التي تحلل كيفية الموصلية من أكسيد النيوبيوم أبخرة يؤثر على أداء الخلايا الشمسية perovskite. احرص على استخدام المواد الكيميائية لترسب perovskite وتأكد من اتباع جميع قواعد السلامة المختبرية.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

قوالب المعرفة بالذرة لالفوقي النمو من أكسيد مجمع الأغشية الرقيقة

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

تلفيق منطقة كبيرة قائمة بذاتها سامسونج بوليمر أفلام

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

Unraveling Entropic Rate Acceleration Induced by Solvent Dynamics in Membrane Enzymes

كشف تسريع التدهور الحتمي أسعار المستحثة بواسطة المذيبات حيوية في غشاء الانزيمات

Enzyme catalysis evolved in an aqueous environment. The influence of solvent dynamics on catalysis is, however, currently poorly understood and usually ...

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

تبريد أسعار التابعة القياسات Ellipsometry لتحديد ديناميات رقيقة زجاجية أفلام

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

Preparation of Macroporous Epitaxial Quartz Films on Silicon by Chemical Solution Deposition

إعداد ماكروبوروس الفوقي الكوارتز أفلام على السيليكون التي كتبها الكيميائية الحل ترسب

This work describes the detailed protocol for preparing piezoelectric macroporous epitaxial quartz films on silicon(100) substrates. This is a three-step ...

Dissolution Dynamic Nuclear Polarization Instrumentation for Real-time Enzymatic Reaction Rate Measurements by NMR

حل الحيوي النووية الاستقطاب الأجهزة لفي الوقت الحقيقي القياسات الأنزيمية ردود الفعل قيم وNMR

The main limitation of NMR-based investigations is low sensitivity. This prompts for long acquisition times, thus preventing real-time NMR measurements of ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

الهباء الجوي-ساعد ترسب البخار الكيميائي للهياكل المعدنية المؤكسدة: قضبان أكسيد الزنك

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

رد الفعل بخار ترسب أفلام البوليمر مترافق على ركائز التعسفي

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

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

أودعت توليف سولفوثيرمال من شركة مالونغوشي-96 والارجان-66-NH2 في ذرية طبقة الطلاء أكسيد المعدن على حصائر الألياف

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...

U2O5 Film Preparation via UO2 Deposition by Direct Current Sputtering and Successive Oxidation and Reduction with Atomic Oxygen and Atomic Hydrogen

U2O5 Film Preparation via UO2 Deposition by Direct Current Sputtering and Successive Oxidation and Reduction with Atomic Oxygen and Atomic Hydrogen

يو2س5 إعداد فيلم عن طريق ثالث أكسيد اليورانيوم2 الترسيب بالتيار المباشر اﻷخرق وأكسدة المتعاقبة والحد مع الأكسجين الذري والهيدروجين الذري

We describe a method to produce U2O5 films in situ using the Labstation, a modular machine developed at JRC Karlsruhe. The Labstation, an essential part ...