Hvordan man opnår højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm til solceller

At opnå højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm er afgørende for at opnå højtydende perovskitsolceller. Her er en generel procedure for at få sådanne film:

Forberedelse af underlag:

1. Rengør substratet (typisk fluor-doteret tinoxid (FTO) belagt glas) ved sonikering i acetone, efterfulgt af isopropanol, og tør det derefter med nitrogen.

Perovskite Precursor Solution Forberedelse:

2. Forbered perovskit-precursoropløsningen ved at opløse de organiske og uorganiske komponenter i et passende opløsningsmiddel. Almindelige organiske komponenter omfatter methylammoniumiodid (MAI) og formamidiniumiodid (FAI), mens den uorganiske komponent normalt er blyiodid (PbI2). Almindelige opløsningsmidler omfatter dimethylformamid (DMF), dimethylsulfoxid (DMSO) eller blandinger deraf.

Bemærk: Den specifikke sammensætning og forholdet mellem præcursorerne kan variere afhængigt af den ønskede perovskitsammensætning.

Filmaflejring:

3. Anbring perovskit-precursoropløsningen på det forberedte substrat ved hjælp af en passende teknik, såsom spincoating eller rakel.

4. Under centrifugeringscoating centrifugeres substratet ved en høj hastighed (typisk omkring 1000-6000 rpm) for at sprede opløsningen ensartet og fjerne overskydende opløsningsmiddel. Dette hjælper med at kontrollere filmtykkelsen og morfologien.

5. Brug en skarp kniv til at sprede prækursoropløsningen ud over underlaget til rakelbladning. Tykkelsen af ​​filmen kan kontrolleres ved at justere bladspalten og opløsningens viskositet.

Udglødning:

6. Efter afsætning udglødes perovskitfilmen ved en passende temperatur (typisk mellem 100-200°C) i en kontrolleret varighed (normalt fra flere minutter til titusinder af minutter). Dette udglødningstrin er afgørende for krystalvækst og fasedannelse.

7. Udglødningsbetingelserne bør optimeres for at sikre fuldstændig omdannelse af precursormaterialerne til den ønskede perovskitfase, samtidig med at dekomponering eller faseadskillelse undgås.

Yderligere trin:

8. Afhængigt af den specifikke perovskitsammensætning og enhedsarkitektur kan der være behov for yderligere trin såsom overfladepassivering, ladningstransportlagaflejring og elektrodedannelse for at fuldføre fremstillingen af ​​perovskitsolcellen.

Ved at følge denne generelle procedure og optimere de forskellige involverede parametre er det muligt at opnå højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm med den ønskede krystalstruktur, morfologi og optoelektroniske egenskaber, hvilket fører til effektive og stabile perovskitsolceller.