Hvordan man opnår højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm til solceller

At opnå højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm er afgørende for at opnå højtydende perovskitsolceller. Her er de generelle trin involveret i fremstillingen af ​​sådanne film:

1. Forberedelse af prækursoropløsning:

- Forbered en prækursoropløsning indeholdende de organiske og uorganiske komponenter, der er nødvendige for perovskitdannelse.

- Typisk involverer dette opløsning af blyhalogenid (f.eks. PbI2) og organiske halogenidsalte (f.eks. methylammoniumiodid) i et passende opløsningsmiddel, såsom dimethylformamid (DMF) eller dimethylsulfoxid (DMSO).

- Additiver, såsom Lewis-baser eller dopingmidler, kan også tilsættes for at modificere filmens egenskaber.

2. Filmdeponering:

- Spinbelægning bruges almindeligvis til afsætning af perovskitfilm.

- Precursoropløsningen dryppes på et substrat (f.eks. glas eller fluor-doteret tinoxid) og centrifugeres ved høj hastighed (typisk omkring 1000-6000 rpm) for at sprede opløsningen og fjerne overskydende opløsningsmiddel.

3. Termisk udglødning:

- Efter deponering gennemgår filmen en termisk udglødningsproces.

- Filmen opvarmes ved en kontrolleret temperatur (typisk mellem 100-300 °C) i en bestemt varighed (adskillige minutter til timer) for at fremkalde krystallisation og fasedannelse.

- Udglødning fremmer væksten af ​​større og mere ordnede perovskitkrystaller.

4. Tilsætningsstoffer og tilsætningsstoffer:

- Additiver og dopingmidler kan inkorporeres i precursoropløsningen for at modificere filmens egenskaber.

- Lewis-baser, såsom 4-tert-butylpyridin (tBP), kan hjælpe med at kontrollere krystalvækst og forbedre filmmorfologi.

- Doteringsmidler, såsom lithium eller cæsium, kan forbedre ladningsbærerens transport og reducere defekter.

5. Optimering:

- Afsætnings- og udglødningsbetingelserne samt prækursoropløsningens sammensætning kan optimeres for at opnå de ønskede filmegenskaber.

- Faktorer som opløsningsmiddeltype, koncentration, udglødningstemperatur og varighed bør kontrolleres omhyggeligt.

6. Karakterisering:

- Den resulterende perovskitfilm kan karakteriseres ved hjælp af teknikker såsom røntgendiffraktion (XRD) til at vurdere dens krystallinitet, scanningselektronmikroskopi (SEM) for at undersøge dens morfologi og fotoluminescens (PL) spektroskopi for at evaluere dens optiske egenskaber.

Ved at følge disse trin og optimere fremstillingsprocessen kan højkrystallinske organisk-uorganiske perovskitfilm opnås til brug i effektive og stabile perovskitsolceller.