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

Værket blev støttet af Fundação de Amparo à pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Centro de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CDMF-FAPESP nº 2013/07296-2, 2017/11072-3, 2013/09963-6 og 2017/18916-2). Særlig tak til professor máximo Siu Li for PL-målinger.

1. ætsning og rensning af substratet
<ol><li>Ved hjælp af et glas skære system, form 2,5 x 2,5 cm substrater af fluorid tynd oxid (FTO).</li>
	<li>Beskyt en del af substrat overfladen med et termisk tape, der forlader 0,5 cm af den ene side eksponeret.</li>
	<li>Indbetal en lille mængde zink pulver (nok til at dække det område, der skal ætses) på toppen af den eksponerede FTO og drop koncentreret saltsyre (HCl) på zink pulveret langsomt, indtil alle zink pulver forbruges af reaktionen. Umiddelbart efterskylles...

<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>

De niobium oxid film udarbejdet i dette arbejde blev brugt som elektron transportlag i perovskite solceller. Den vigtigste egenskab, der kræves for et elektron transportlag, er at forhindre rekombination, blokering af huller og overførsel af effektive elektroner.
I denne henseende er brugen af reaktiv spruttende teknik fordelagtig, da den producerer tætte og kompakte film. Også, som allerede nævnt, sammenlignet med sol-gel, Anodisering, hydrotermiske, og kemisk damp deposition syntesemeto...

Den spruttende teknik er almindeligt anvendt til at deponere høj kvalitet film. Dens vigtigste anvendelse er i halvlederindustrien, selv om det også anvendes i overfladebelægning til forbedring af mekaniske egenskaber, og reflekterende lag1. Den største fordel ved spruttende er muligheden for at deponere forskellige materialer over forskellige substrater; den gode reproducerbarhed og kontrol over aflejrings parametrene. Den spruttende teknik tillader deposition af homogene film, med god vedhæftning over store områder og til lave omkostninger sammenlignet med andre deposition metoder som kemisk damp deposition (CVD), molekyle stråle cellen (MBE) og atomlag deposition (ald) 1,2. Almindeligvis er halvleder film deponeret af spruttende er amorfe eller polykrystallinsk, men der er nogle rapporter om epitaksial vækst ved spruttende3,4. Ikke desto mindre er spruttende processen meget kompleks og rækken af parameteren er bred5, så for at opnå høj kvalitet film, en god forståelse af processen og parameter optimering er nødvendig for hvert materiale.
Der er flere artikler rapportering om aflejring af niobium oxid film ved sputtering, samt niobium Magnesiumnitrid6 og niobium carbide7. Blandt NB-oxider er niobium pentoxid (NB2O5) et gennemsigtigt, luft stabilt og vand uopløseligt materiale, der udviser omfattende polymorfi. Det er en n-type halvleder med bånd Gap værdier spænder fra 3,1 til 5,3 EV, hvilket giver disse oxider en bred vifte af applikationer8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19. NB2O5 har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed som et lovende materiale, der skal anvendes i perovskite solceller på grund af sin sammenlignelige elektron injektion effektivitet og bedre kemisk stabilitet sammenlignet med titandioxid (TiO2). Desuden kunne båndet Gap af NB2O5 forbedre Open-Circuit spænding (VoC) af cellerne14.
I dette arbejde blev NB2O5 deponeret af reaktiv spruttende under forskellige oxygen strømningshastigheder. Ved lave iltflow hastigheder blev filmens ledningsevne forøget uden at gøre brug af doping, som indfører urenheder på systemet. Disse film blev brugt som elektron transportlag i perovskite solceller forbedre ydeevnen af disse celler. Det blev konstateret, at faldende mængden af ilt inducerer dannelsen af ilt stillinger, hvilket øger ledningsevnen af de film, der fører til solceller med bedre effektivitet.

<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

Reaktiv spruttende er en alsidig teknik, der bruges til at danne kompakte film med fremragende homogenitet. Desuden giver det mulighed for nem kontrol over deposition parametre såsom gas flowhastighed, der resulterer i ændringer på sammensætning og dermed i filmen krævede egenskaber. I denne rapport anvendes reaktiv spruttende til at deponere niobium oxid-film. En niobium Target bruges som metal kilde og forskellige ilt flow satser til at deponere niobium oxid film. Oxygen strømningshastigheden blev ændret fra 3 til 10 SCCM. De film, der deponeres under lave iltflow, viser højere elektrisk ledningsevne og giver bedre perovskite solceller, når de anvendes som elektron transportlag.

I spruttende systemet, aflejrings hastigheden er stærkt påvirket af ilttilførslen. Aflejrings hastigheden falder, når ilttilførslen øges. I betragtning af de nuværende betingelser for målområdet anvendes og plasma effekt, det bemærkes, at fra 3 til 4 SCCM der er en udtryksfuld nedgang på deposition sats, dog, når ilt er steget fra 4 til 10 SCCM det bliver mindre udtalt. I regimet af 3 SCCM aflejrings hastigheden er 1,1 nm/s, faldende brat til 0,1 nm/s for 10 SCCM som det ses i figur 1</st...

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

Her præsenterer vi en protokol for niobium oxid film deposition af reaktiv spruttende med forskellige oxygen flowhastigheder til brug som et elektron transportlag i perovskite solceller.

Niobium oxid-film deponeret af reaktiv sputtering: effekt af Iltstrømnings hastighed

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

I den reaktive sputter teknik er det muligt at have en fin kontrol af de parametre, som gør det muligt at deponere niobiumoxid røg med forskellige stochiometer og præference. Den største fordel ved denne teknik er aflejring af homogene dampe med god vedhæftning over store områder og til lave omkostninger og lave produktionsbesiddelsesr. Det er vigtigt at være opmærksom på hvert trin og ikke springe nogen over.Realisere, hvordan man håndterer udstyr og det endelige udseende af dampene hjælper med at opnå en god deposition. Begynd med at beskytte underlagets overflade med et termisk tape, så 0,5 cm af den ene side er eksponeret. Aflejring nok zink pulver til at dække det område, der skal ætses på toppen af den eksponerede fluortyndoxid.Derefter langsomt falde koncentreret saltsyre, indtil alle zink pulver forbruges af reaktionen. Underlaget vaskes straks med det ioniserede vand. Fjern båndet.Og sonikere substrat med sæbe i 15 minutter, efterfulgt af to gange i vand, acetone, og isopropanol alkohol. Efter fastgørelse af substratet gennem en metal skyggemaske, placere substrat i sputtering kammer. Efter forsegling kammeret, starte mekanikeren pumpen, og tænde turbo molekylære pumpe.Når vakuumet når fem gange 10 til den negative fem torr, åbne vandkølersystemet og tænde substratet varmesystem. Indstil temperaturen til 500 grader Celsius, stigende 100 grader Celsius hvert femte minut, indtil den når den ønskede værdi. Indstil argon til 40 SCCM, og ilt til tre standard kubikcentimeter i minuttet.Indfør argon ind i kammeret. Og sæt trykket til fem gange 10 til de negative tre torr, og radiofrekvensen til 120 watt. Tænd for radiofrekvensen.Brug af impedansmatchningsboksen til at indstille frekvensen efter behov. Hvis plasmaet ikke starter, øges trykket langsomt, indtil det når to gange 10 til den negative to torrr. Ved hjælp af en portventil, der kan åbnes eller lukkes for at ændre pumpehastigheden for at indstille trykket.Hold plasmaet på 120 watt i 10 minutter for at rense Niobium-målet og fjerne eventuelle oxidlag, der er til stede i dets overflade. Efter stabilisering, indføre Ilt i kammeret, indstille RF magt til 240 watt, og åbne underlaget lukkeren. Start aflejringen og indstil aflejringstiden for at opnå en endelig tykkelse på 100 nanometer.Så snart aflejringen er færdig, skal du lukke lukkeren, slukke for radiofrekvensen, lukke gasserne og sænke substratets temperatur. Da substratet temperaturen når stuetemperatur, indføres luft for at genetablere det omgivende tryk, før kammeret åbnes, og underlaget fjernes. Til konstruktion af solceller skal du beskytte begge sider af substratet med et stykke tape og bruge en spincoater ved 4.000 rotationer i minuttet i 30 sekunder til at deponere et mesoporous titandioxidlag på niobiumoxidlaget.Ansæt derefter underlaget i ovnen i henhold til den angivne opvarmningssekvens. Når ovnen når stuetemperatur, skal du bruge spin coater til at deponere to lag af bly iodid i titandioxidlaget ved 6, 000 rotationer i minuttet i 90 sekunder. Placering af underlaget på en varmeplade eller 70 grader Celsius i 10 minutter efter hver aflejring.Efter varmebehandlingen, drop 300 milliliter methylammonium iodid opløsning på bly iodid lag og vent 20 sekunder, før spinning ved 4, 000 rotationer i minuttet i 30 sekunder. Ved slutningen af spin, placere substrat på en varmeplade i 10 minutter ved 100 grader Celsius, før deponering Spiro OMetTAD løsning på toppen af perovskit lag i spin coater på 4, 000 rotationer i minuttet i 30 sekunder. Opbevar derefter filmene i ekssiccator i luften natten over for at oxidere Spiro OMetTAD.Den næste morgen, ridse perovskit filmen for at afsløre FTO. Brug en skyggemaske til at deponere guld kontakt i en fordamper maskine med en hastighed på 0,2 angstroms per sekund, indtil tykkelsen når fem nanometer, før øge satsen til en angstrom per sekund for at opnå 17 nanometer af guld kontakt. Så cellen er klar til at blive testet.I sputtering-systemet er aflejringshastigheden stærkt påvirket af iltstrømningshastigheden, hvilket falder, når iltstrømmen øges. Fra tre til fire SCCM er der f.eks. Når ilten øges, fra fire til 10 SCCM dog deposition sats bliver mindre udtalt.Den dannede niobiumoxidfase afhænger af iltstrømningshastigheden, og for strømme mindre end tre SCCM niobiumdioxid er den vigtigste fase, der dannes. For strømme, der er lig med eller højere end 3,5 SCCM, er iltmængden for høj til at generere niobiumdioxid. I stedet niobium pentoxid er observeret som den vigtigste fase.Elektronmicroscopy billeder viser nano metriske sfæriske partikler af filmene deponeret på tre punkt fem, fire og 10 SCCM. I modsætning hertil filmen deponeret på tre SCCM afslører ark formede partikler. De film, der deponeres ved reaktiv sputtering i forskellige ilt strømningshastigheder demonstrere forskellige elektriske egenskaber.Filmens ledningsevne øges, når der anvendes tre SCCM af ilt. Når iltstrømningshastigheden øges til tre punkt fem, fire eller 10 SCCM, observeres et fald i ledningsevnen. Udførelsen af perovskit solceller afhænger også af niobiumoxid anvendes.Som en celle lavet med elektron transport lag deponeret på tre punkt fem SCCM har den bedste ydeevne med den højeste kortslutning strøm. Husk at kontrollere, at alle parametre er korrekt indstillet, før du starter aflejring af niobiumoxid film. Den Niobium oxider film kan også være årsagen til, at udskyde kemiske løsninger.Men metallet tillader ikke aflejring af forskellige støkiometri. Er udviklingen af dele, der analyserer, hvordan ledningsevne Niobium oxid dampe påvirker udførelsen af perovskit solceller. Vær forsigtig, når du bruger kemikalier til perovskit aflejring og sørg for at følge alle laboratoriets sikkerhedsregler.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically skabeloner til epitaksial vækst af komplekse Oxide Thin Films

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

Fremstilling af Large-area Fritstående Ultratynde Polymer Films

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

Optrevling Entropiske Rate Acceleration induceret af Solvent Dynamics i Membrane Enzymer

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

Køling Rate Afhængige ellipsometri Målinger Bestem dynamikken i Thin Glassy Films

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

Udarbejdelse af Makroporøse Epitaksial Quartz Film på silicium af kemisk opløsning Deposition

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

Opløsning Dynamic Nuclear Polarisering Instrumentation for Real-time enzymatisk reaktion Rate Målinger ved NMR

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

Aerosol-assisteret kemisk dampudfældning metaloxid strukturer: zinkoxid stænger

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

Reaktiv dampudfældning konjugeret Polymer film på vilkårlige substrater

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

Solvothermal syntese af MIL-96 og UiO-66-NH2 på atomare lag deponeret metaloxid belægninger på Fiber måtter

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

U2O5 Film forberedelse via UO2 Deposition af jævnstrøm Sputtering og Successive Oxidation og reduktion med atomare ilt og Atomic brint

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 ...