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

Çalışma 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 ve 2017/18916-2). PL ölçümleri için Profesör Máximo Siu Li'ye özel teşekkür.

1. Gravür ve substrat temizleme
<ol><li>Bir cam kesme sistemi kullanarak, florür ince oksit (FTO) 2,5 x 2,5 cm yüzeyler oluşturur.</li>
	<li>Bir tarafı 0,5 cm açıkta bırakarak termal bant ile substrat yüzeyinin bir kısmını koruyun.</li>
	<li>Maruz kalan FTO'nun üstüne az miktarda çinko tozu (kazınacak alanı kaplamaya yetecek kadar) yatırın ve tüm çinko tozu reaksiyon tarafından tüketilene kadar konsantre hidroklorik asiti (HCl) yavaşça çinko tozuna bırakın. Hemen sonra, deiyonize (DI) su ile...

<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>

Bu çalışmada hazırlanan niyonoksit filmleri perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma tabakası olarak kullanılmıştır. Bir elektron taşıma katmanı için gerekli olan en önemli özellik, rekombinasyon, delikleri bloke etme ve etkin elektronların aktarılmasını önlemektir.
Bu bakımdan yoğun ve kompakt filmler ürettiği için reaktif püskürtme tekniğinin kullanımı avantajlıdır. Ayrıca, daha önce de belirtildiği gibi, sol-jel ile karşılaştırıldığında, a...

Püskürtme tekniği yaygın olarak yüksek kaliteli filmler yatırmak için kullanılır. Aynı zamanda mekanik özellikleri nin iyileştirilmesi için yüzey kaplama kullanılan rağmen ana uygulama, yarı iletken sektöründe, ve yansıtıcı katmanları1. Püskürtmenin en büyük avantajı farklı yüzeylerin üzerine farklı malzemeler yatırma imkanıdır; iyi tekrarlanabilirlik ve biriktirme parametreleri üzerinde kontrol. Püskürtme tekniği, kimyasal buhar birikimi (CVD), moleküler ışın epitaksisi (MBE) ve atomik tabaka birikimi (ALD) gibi diğer biriktirme yöntemleriile karşılaştırıldığında, geniş alanlar üzerinde iyi yapışma ve düşük maliyetli homojen filmlerin birikmesine olanak sağlar 1,2. Genellikle, yarı iletken filmler püskürtme tarafından yatırılan amorf veya polikristalin, ancak, püskürtme tarafından epitaksial büyüme bazı raporlar vardır3,4. Bununla birlikte, püskürtme işlemi son derece karmaşık ve parametre aralığı geniş5, bu nedenle yüksek kaliteli filmler elde etmek için, sürecin iyi bir anlama ve parametre optimizasyonu her malzeme için gereklidir.
Fışkırtma tarafından niyobyum oksit filmlerin birikimi hakkında raporlama çeşitli makaleler vardır, yanı sıra niyobyum niyobyan6 ve niyobyum karbür7. Nb-oksitler arasında, niyobyum pentoksit (Nb2O5)geniş polimorfizm sergileyen şeffaf, hava kararlı ve suda çözünmez bir malzemedir. Bu 3,1 ila 5,3 eV arasında değişen bant boşluğu değerleri ile bir n-tipi yarı iletken, bu oksitler uygulamaları geniş bir yelpazede veren8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19. Nb2O5, karşılaştırılabilir elektron enjeksiyon verimi ve titanyum dioksitle karşılaştırıldığında daha iyi kimyasal stabilitesi nedeniyle perovskit güneş hücrelerinde kullanılacak umut verici bir malzeme olarak büyük ilgi çekmiştir (TiO2). Buna ek olarak, Nb2O5 bant boşluğu hücrelerin açık devre gerilimi artırabilir (Voc)hücrelerin 14.
Bu çalışmada, Nb2O5 farklı oksijen akış hızları altında reaktif püskürtme ile yatırıldı. Düşük oksijen akış hızlarında, filmlerin iletkenliği doping kullanılmadan artırıldı, bu da sistemde kirlere yol açan. Bu filmler perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma katmanı olarak kullanılmıştır ve bu hücrelerin performansını arttırdı. Oksijen miktarının azaltılmasının oksijen boşluklarının oluşumunu tetiklediği ve bu da güneş hücrelerine giden filmlerin iletkenliğini daha iyi verimlilikle arttırdığı bulunmuştur.

<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

Reaktif püskürtme mükemmel homojenlik ile kompakt filmler oluşturmak için kullanılan çok yönlü bir tekniktir. Buna ek olarak, bileşimve böylece film gerekli özellikleri değişikliklere neden gaz akış hızı gibi biriktirme parametreleri üzerinde kolay kontrol sağlar. Bu raporda, reaktif püskürtme niobium oksit filmleri yatırmak için kullanılır. Bir niyon hedef metal kaynağı ve farklı oksijen akış oranları niobium oksit filmleri yatırmak için kullanılır. Oksijen akış hızı 3'ten 10 sccm'ye değiştirildi. Düşük oksijen akış hızları altında biriken filmler daha yüksek elektriksel iletkenlik göstermek te ve elektron taşıma katmanı olarak kullanıldığında daha iyi perovskit güneş pilleri sağlar.

Püskürtme sisteminde, biriktirme hızı oksijen akış hızından güçlü bir şekilde etkilenir. Oksijen akışı arttığında biriktirme oranı azalır. Kullanılan hedef alanın mevcut koşulları ve plazma gücü göz önüne alındığında, 3-4 sccm arasında biriktirme hızında anlamlı bir azalma olduğu, ancak oksijen 4'ten 10 sccm'ye yükseltildiğinde daha az belirgin hale geldiği görülmektedir. 3 sccm rejiminde biriktirme oranı 1.1 nm/s olup, Şekil 1'degörüldüğü gi...

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

Burada, perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma tabakası olarak kullanılmak üzere farklı oksijen akış hızları ile reaktif püskürtme ile niobyum oksit filmleri birikimi için bir protokol sunuyoruz.

Reaktif Püskürtme Ile Yatırılan Niyöyum Oksit Filmler: Oksijen Akış Hızının Etkisi

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

Reaktif püskürtme tekniğinde, niyobyum oksit dumanının farklı stokiyometre ve tercihlerle birikmesine olanak tanıyan parametrelerin ince bir kontrolü ne olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, homojen dumanların geniş alanlar üzerinde iyi yapışma ve düşük maliyetle ve düşük üretim engelleriyle birikmesidir. Her adıma dikkat etmek ve herhangi bir atlamak değil önemlidir.Ekipman Ve dumanın son görünümünü işlemek için nasıl fark iyi bir ifade elde etmek için yardımcı olur. Bir tarafı açıkta bırakarak, bir termal bant ile substrat yüzeyini koruyarak başlayın. Maruz kalan florür ince oksit üstüne kazınacak alanı kapsayacak kadar çinko tozu yatırın.Sonra yavaş yavaş tüm çinko tozu reaksiyon tarafından tüketilen kadar konsantre hidroklorik asit bırakın. Hemen iyonize su ile substrat yıkayın. Kaseti çıkarın.Ve 15 dakika boyunca sabun ile substrat sonicate, su, aseton iki kez takip, ve izopropanol alkol. Bir metal gölge maskesi ile substrat sabitleme sonra, püskürtme odasına substrat yerleştirin. Hazneyi mühürledikten sonra, mekanik pompayı çalıştırın ve turbo moleküler pompayı açın.Vakum negatif beş torr beş kez 10 ulaştığında, su soğutucu sistemi açın ve substrat ısıtma sistemi açın. Sıcaklığı 500 dereceye ayarlayın, istenilen değere ulaşana kadar her beş dakikada bir 100 santigrat derece artırın. Argon'u 40 SCCM'ye, oksijeni de dakikada üç standart santimetreküpe ayarlayın.Odaya argon getirin. Basıncı negatif üç torr'a beş kat 10'a, radyo frekansını da 120 watt'a ayarlayın. Radyo frekansını aç.Frekansı gerektiği gibi ayarlamak için empedans eşleştirme kutusunu kullanma. Plazma başlamazsa, negatif iki torr iki kez 10 ulaşana kadar yavaş yavaş basıncı artırın. Basıncı ayarlamak için pompalama hızını değiştirmek için açılabilir veya kapatılabilir bir kapı vanası kullanarak.Plazmayı 10 dakika boyunca 120 watt'ta tutun ve yüzeyinde bulunan oksit tabakasını temizleyin. Stabilizasyondan sonra, oksijeni odaya tanıtın, RF gücünü 240 watt'a ayarlayın ve substrat deklanşöre açın. 100 nanometre lik son kalınlığa ulaşmak için biriktirme süresini başlatın ve biriktirme süresini ayarlayın.İfade tamamlanır tamamlanmaz, deklanşörü kapatın, radyo frekansını kapatın, gazları kapatın ve substrat sıcaklığını düşürün. Substrat sıcaklığı oda sıcaklığına ulaştığında, odayı açmadan ve substrat çıkarmadan önce ortam basıncını yeniden kurmak için hava tanıtın. Güneş pili yapımı için, bir bant parçası ile substrat her iki tarafı korumak ve niobium oksit tabakası üzerine bir mesoporous titanyum dioksit tabakası yatırmak için 30 saniye boyunca dakikada 4.000 rotasyonbir spin coater kullanın.Daha sonra substratı belirtilen ısınma sırasına göre fırına yerleştirin. Fırın oda sıcaklığına ulaştığında, 90 saniye boyunca dakikada 6.000 dönüşte titanyum dioksit tabakasına iki kat kurşun iyodür biriktirmek için spin coater'ı kullanın. Her bir adede battıktan sonra 10 dakika boyunca bir sıcak plaka veya 70 santigrat derece üzerine substrat yerleştirerek.Isıl işlemden sonra, kurşun iyodür katmanları üzerine 300 mililitre metilamonyum iyodür çözeltisi bırakın ve dakikada 4,000 dönüşte 30 saniye dönmeden önce 20 saniye bekleyin. Spinin sonunda, 100 santigrat derecede 10 dakika sıcak bir tabla üzerine substrat yerleştirin, 30 saniye boyunca dakikada 4, 000 rotasyonlarda spin coater'da spiro OMetTAD çözeltisini perovskit tabakasının üzerine yatırmadan önce. Daha sonra Spiro OMetTAD okside etmek için havada bir gecede desiccator filmler saklayın.Ertesi sabah, FTO ortaya çıkarmak için perovskit filmi çizik. Kalınlığı beş nanometre ulaşana kadar saniyede 0,2 angstroms oranında bir buharlaştırıcı makinede altın temas yatırmak için bir gölge maskesi kullanın, altın temas 17 nanometre elde etmek için saniyede bir angstrom oranını artırmadan önce. O zaman hücre test edilmeye hazır.Püskürtme sisteminde, biriktirme hızı oksijen akışı ndan güçlü bir şekilde etkilenir ve oksijen akışı arttığında azalır. Örneğin, üç ila dört SCCM arasında, biriktirme hızında anlamlı bir düşüş vardır. Oksijen artırıldığında, dört ten 10 SCCM ancak biriktirme oranı daha az belirgin hale gelir.Oluşan niyyon oksit fazoksijen akış hızına bağlıdır, ve az üç SCCM niyonyum dioksit akışları için oluşan ana fazdır. 3,5 SCCM'den eşit veya daha yüksek akışlarda oksijen hacmi niyonik dioksit üretmek için çok yüksektir. Bunun yerine niyonpentoksit ana faz olarak gözlenir.Elektron mikroskopisi görüntüleri, üç nokta beş, dört ve 10 SCCM'de biriken filmlerin nano metrik küresel parçacıklarını göstermektedir. Buna karşılık film üç SCCM yatırılan levha şeklinde parçacıklar ortaya koymaktadır. Farklı oksijen akış hızlarında reaktif püskürtme ile biriken filmler farklı elektriksel özellikleri göstermektedir.Üç SCCM oksijen kullanıldığında filmlerin iletkenliği artar. Oksijen akış hızı üç nokta beş, dört veya 10 SCCM artırıldığında, iletkenlik bir azalma gözlenir. Perovskit güneş hücrelerinin performansı da kullanılan niyofyum oksit bağlıdır.Üç noktada nisbeten elektron taşıma katmanları ile yapılan bir hücre olarak beş sccm en yüksek kısa devre akımı ile en iyi performansa sahiptir. Niyofyum oksit filmlerinin birikimine başlamadan önce tüm parametrelerin doğru şekilde ayarlıp ayarlılmadan önce olup olmadığını kontrol etmeyi unutmayın. Niobium oksitler filmler de neden kimyasal çözeltiler erteleyen olabilir.Ancak, metal farklı stoiyometri birikimine izin vermez. Niyofyum oksit dumanlarının iletkenliğinin perovskit güneş hücrelerinin performansını nasıl etkilediğini analiz eden parçaların geliştirilmesidir. Perovskit birikimi için kimyasalları kullanırken dikkatli olun ve tüm laboratuvar güvenlik kurallarına uyun.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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 ...

Unraveling Entropic Rate Acceleration Induced by Solvent Dynamics in Membrane Enzymes

Membran Enzim Solvent Dynamics Bağlı çözülüyor Entropic Oranı İvme

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

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 ...

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

Kimyasal Çözüm Biriktirme tarafından Silisyum üzerinde Makrogözenekli Epitaksiyel Kuvars Filmlerin Hazırlanması

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

NMR ile Gerçek zamanlı enzimatik Reaksiyon Hızı Ölçümleri için çözünme Dinamik Nükleer Polarizasyon Aletler

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 destekli kimyasal Buhar biriktirme Metal Oksit yapıları: çinko oksit çubuklar

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

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. ...

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 sentez MIL-96 ve UIO-66-NH2 atom katman üzerinde Metal oksit kaplama Fiber paspaslar üzerine yatırılır.

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 Hazırlık UO2 ifade doğru akım fışkırtması ve art arda gelen oksidasyon ve Redüksiyon atomik oksijen ve Atomik hidrojen ile üzerinden

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 ...