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

Verket ble støttet av 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). Spesiell takk til professor Anzoategui Siu Li for PL målinger.

1. etsing og rengjøring av underlaget
<ol><li>Ved hjelp av et glass skjære system, form 2,5 x 2,5 cm underlag av fluor tynt oksid (FTO).</li>
	<li>Beskytt en del av underlaget overflaten med en termisk tape forlate 0,5 cm av den ene siden eksponert.</li>
	<li>Sett inn en liten mengde sink pulver (nok til å dekke området som skal etset) på toppen av den eksponerte FTO og slipp konsentrert saltsyre (HCl) på sink pulveret langsomt til alt sink pulver forbrukes av reaksjonen. Umiddelbart etter, skyll underlaget med d...

<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 oksid filmene som ble fremstilt i dette arbeidet ble brukt som elektron transport lag i perovskite solceller. Den viktigste egenskap som kreves for et elektron transport lag er å hindre rekombinasjon, blokkering av hull og overføring av effektivt elektroner.
I denne sammenheng er bruken av reaktiv sputtering teknikk fordelaktig siden den produserer tette og kompakte filmer. Også, som allerede nevnt, sammenlignet med sol-gel, anodiseringspro, hydrotermisk, og kjemisk damp avsetnin...

Den sputtering teknikken er mye brukt til å sette inn høykvalitetsfilmer. Dens viktigste anvendelse er i halvleder bransjen, selv om det også brukes i overflatebelegg for forbedring i mekaniske egenskaper, og reflekterende lag1. Den største fordelen med sputtering er muligheten til å sette inn forskjellige materialer over forskjellige underlag; god reproduserbarhet og kontroll over deponering parametrene. Den sputtering teknikken tillater deponering av homogene filmer, med god vedheft over store områder og til lave kostnader sammenlignet med andre deponering metoder som kjemisk damp deponering (CVD), molekylær strålen epitaxy (MBE) og Atomic Layer deponering (ALD) 1,2. Vanligvis, halvleder filmer avsatt av sputtering er amorfe eller polykrystallinsk, men det er noen rapporter om epitaxial vekst av sputtering3,4. Likevel er sputtering prosessen svært kompleks og rekkevidden av parameteren er bred5, så for å oppnå høy kvalitet filmer, en god forståelse av prosessen og parameter optimalisering er nødvendig for hvert materiale.
Det finnes flere artikler som rapporterer om deponering av niobium oksid filmer av sputtering, samt niobium nitride6 og niobium hardmetall7. Blant NB-oksider, niobium saltpetersyre (NB2O5) er et transparent, luft-stabilt og vann-uløselig materiale som viser omfattende polymorfisme. Det er en n-type Semiconductor med band gap verdier som spenner fra 3,1 til 5,3 EV, noe som gir disse oksider et bredt spekter av søknader8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19. NB2O5 har tiltrukket betydelig oppmerksomhet som en lovende materiale som skal brukes i perovskite solceller på grunn av sin sammenlignbare elektron injeksjon effektivitet og bedre kjemisk stabilitet sammenlignet med titandioksid (TiO2). I tillegg kan bandet gap på NB2O5 forbedre åpen krets spenning (VOC) av cellene14.
I dette arbeidet ble NB2O5 avsatt av reaktiv sputtering under forskjellige oksygen strømningsrater. Ved lave oksygen strømningsrater, ledningsevne av filmene ble økt uten å gjøre bruk av doping, som introduserer urenheter på systemet. Disse filmene ble brukt som elektron transport lag i perovskite solceller forbedre ytelsen til disse cellene. Det ble funnet at å redusere mengden av oksygen induserer dannelsen av oksygen stillinger, noe som øker ledningsevne av filmene som 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 sputtering er en allsidig teknikk som brukes for å danne kompakte filmer med utmerket homogenitet. I tillegg gir det enkel kontroll over deponering parametre som gass strømningshastighet som resulterer i endringer på komposisjon og dermed i filmen nødvendige egenskaper. I denne rapporten brukes reaktiv sputtering til å sette inn niobium oksid filmer. Et niobium mål brukes som metall kilde og forskjellige oksygen strømningsrater for å sette inn niobium oksid filmer. Oksygen strømningshastigheten ble endret fra 3 til 10 SCCM. Filmene avsatt under lav oksygen strømningsrater viser høyere elektrisk ledningsevne og gi bedre perovskite solceller når det brukes som elektron transport lag.

I sputtering systemet, er deponering rate sterkt påvirket av oksygen strømningshastighet. Deponering hastigheten avtar når oksygenstrømmen økes. Tatt i betraktning de nåværende forholdene i målområdet som brukes og plasma kraft, er det observert at fra 3 til 4 SCCM er det en uttrykksfull nedgang på deponering rate, men når oksygenet økes fra 4 til 10 SCCM det blir mindre uttalt. I regimet til 3 SCCM er avsetning raten 1,1 NM/s, og avtar brått til 0,1 NM/s for 10 SCCM sett i figur 1</stro...

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 presenterer vi en protokoll for niobium oksid filmer deponering av reaktive sputtering med ulike oksygen strømningsrater for bruk som et elektron transport lag i perovskite solceller.

Niobium oksid filmer avsatt av reaktiv sputtering: effekten av oksygen flow rate

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 teknikken er det mulig å ha en fin kontroll over parametrene som gjør det mulig å deponere niobiumoksidrøyk med forskjellige stochiometer og preferanser. Den største fordelen med denne teknikken er avsetning av homogene røyk med god vedheft over store områder og til lave kostnader og lave hindringer for produksjon. Det er viktig å ta hensyn til hvert trinn og å ikke hoppe over noen.Å realisere hvordan man håndterer utstyr og det endelige utseendet på røyken bidrar til å oppnå en god deponering. Begynn med å beskytte substratoverflaten med et termisk tape, slik at 0, 5 cm av den ene siden blir eksponert. Deponer nok sinkpulver til å dekke området som skal etset på toppen av det eksponerte fluortynneoksidet.Slipp deretter konsentrert saltsyre sakte til alt sinkpulveret forbrukes av reaksjonen. Vask umiddelbart underlaget med det ioniserte vannet. Fjern båndet.Og sonikere substratet med såpe i 15 minutter, etterfulgt av to ganger i vann, aceton og isopropanolalkohol. Etter å ha festet underlaget gjennom en metallskyggemaske, plasser underlaget i sputteringkammeret. Etter tetting av kammeret, start mekanikerpumpen, og slå på turbomolekylærpumpen.Når vakuumet når fem ganger 10 til den negative fem torr, åpne vannkjølersystemet og slå på substratvarmesystemet. Sett temperaturen til 500 grader Celsius, og øke 100 grader Celsius hvert femte minutt til den når ønsket verdi. Sett argon til 40 SCCM, og oksygenet til tre standard kubikkcentimeter per minutt.Introdder argon inn i kammeret. Og sett trykket til fem ganger 10 til den negative tre torr, og radiofrekvensen til 120 watt. Slå på radiofrekvensen.Bruk impedanstilpasningsboksen til å justere frekvensen etter behov. Hvis plasmaet ikke starter, øk trykket sakte til det når to ganger 10 til den negative torr. Bruk en portventil som kan åpnes eller lukkes for å endre pumpehastigheten for å stille inn trykket.Hold plasmaet på 120 watt i 10 minutter for å rengjøre Niobium-målet og fjerne ethvert oksidlag som er tilstede i overflaten. Etter stabilisering, innføre oksygen i kammeret, sette RF-strøm til 240 watt, og åpne substrat lukkeren. Start avsetningen og angi avsetningstiden, for å oppnå en endelig tykkelse på 100 nanometer.Så snart avsetningen er fullført, lukker du lukkeren, slår av radiofrekvensen, lukker gassene og reduserer substrattemperaturen. Når substrattemperaturen når romtemperatur, innfører du luft for å gjenopprette omgivelsestrykket før du åpner kammeret, og fjerner underlaget. For solcellekonstruksjon, beskytt begge sider av underlaget med et stykke tape og bruk et spinncoater ved 4000 rotasjoner per minutt i 30 sekunder for å deponere et mesoporøst titandioksidlag på niobiumoksidlaget.Plasser deretter underlaget i ovnen i henhold til den angitte oppvarmingssekvensen. Når ovnen når romtemperatur, bruk spin coater til å deponere to lag av blyjodiden i titandioksidlaget ved 6000 rotasjoner per minutt i 90 sekunder. Plasser underlaget på en kokeplate eller 70 grader Celsius i 10 minutter etter hver deponering.Etter varmebehandlingen, slipp 300 milliliter metylammoniumjodidløsning på blyjodidlagene og vent 20 sekunder før du spinner ved 4000 rotasjoner per minutt i 30 sekunder. På slutten av spinnet, plasser substratet på en kokeplate i 10 minutter ved 100 grader Celsius, før du deponerer Spiro OMetTAD-løsningen på toppen av perovskitelaget i spin coater på 4000 rotasjoner per minutt i 30 sekunder. Deretter lagrer du filmene i desiccator i luften over natten for å oksidere Spiro OMetTAD.Neste morgen, skrape perovskite filmen for å avsløre FTO. Bruk en skyggemaske til å deponere gullkontakt i en fordampermaskin med en hastighet på 0,2 angstrom per sekund til tykkelsen når fem nanometer, før du øker hastigheten til en angstrom per sekund for å få 17 nanometer gullkontakt. Deretter er cellen klar til å bli testet.I sputtering systemet er avsetningshastigheten sterkt påvirket av oksygenstrømningshastigheten, og reduseres når oksygenstrømmen øker. For eksempel, fra tre til fire SCCM, er det en uttrykksfull reduksjon på avsetningshastigheten. Når oksygenet økes, fra fire til 10 SCCM, blir avsetningshastigheten mindre uttalt.Niobiumoksidfasen som dannes er avhengig av oksygenstrømningshastigheten, og for strømmer mindre enn tre SCCM niobiumdioksid er hovedfasen dannet. For strømmer lik eller høyere enn 3,5 SCCM, oksygenvolumet er for høyt til å generere niobiumdioksid. I stedet observeres niobium pentoksid som hovedfasen.Elektronmicroscopy bilder viser nano metriske sfæriske partikler av filmene deponert på tre punkt fem, fire og 10 SCCM. I motsetning filmen deponert på tre SCCM avslører arkformede partikler. Filmene deponert av reaktiv sputtering i forskjellige oksygenstrømningshastigheter viser ulike elektriske egenskaper.Ledningsevnen til filmene øker når tre SCCM oksygen brukes. Når oksygenstrømningshastigheten økes til tre punkt fem, fire eller 10 SCCM, observeres en reduksjon i konduktiviteten. Ytelsen til perovskite solceller avhenger også av niobiumoksidet som brukes.Som en celle laget med elektron transport lag deponert på tre punkt fem SCCM har best ytelse med den høyeste kortslutningsstrøm. Husk å sjekke at alle parametere er riktig innstilt før du starter avsetning av niobium oksid filmer. Niobium oksider filmer kan også være årsaken til at sette av kjemiske løsninger.Metallet tillater imidlertid ikke avsetning av forskjellig stoichiometry. Er utviklingen av deler som analyserer hvordan ledningsevnen til Niobiumoksidrøyk påvirker ytelsen til perovskite solceller. Vær forsiktig når du bruker kjemikaliene for perovskite deponering og sørg for å følge alle laboratoriesikkerhetsreglene.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically Definerte Maler for epitaksiale Vekst av Complex 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

Fabrikasjon av Stor-området Frittstående ultratynn 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

Rakne Entropic Rate Akselerasjon indusert av 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

Kjøling hastighetsavhengige ellipsometry målinger for å bestemme Dynamics av ​​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

Utarbeidelse av macroporous epitaxial Quartz Spillefilmer på Silicon ved kjemisk løsning Nedfall

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

Oppløsning Dynamic Nuclear Polarisering Instrumentering for Real-time enzymatiske reaksjonen rate målinger av 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-assistert kjemiske damp deponering av metalloksid strukturer: sinkoksid stenger

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 damp deponering av konjugert Polymer filmer på vilkårlig underlag

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 av MIL-96 og UiO-66-NH2 på Atomic lag avsatt metalloksid belegg på Fiber Mats

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 deponering av likestrøm Sputtering og påfølgende oksidering og reduksjon med atomisk oksygen og Atom Hydrogen

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 ...