物理科技生物学-PHYICA

喷涂钙钛矿中依赖反应的咖啡环调节方法

化学 2022-08-15 00:02:10

中国科学院 喷涂工艺示意图;钙钛矿薄膜的光学显微图像:液滴干燥示意图

信用:能源化学 当含有非挥发性溶质的液滴在基底上干燥时,流体通过毛细作用力向外迁移

因此,溶质被带到液滴的外围,并在干燥后形成“咖啡环”

这就是所谓的咖啡环效应

CRE通常在印刷过程中观察到,它显著影响薄膜的均匀性和质量,特别是在基于液滴的分散沉积方法中,例如喷涂

近年来,喷涂作为一种成熟的工业方法,由于其高产量、与不同衬底的优异兼容性以及良好的可扩展性,已被广泛用于钙钛矿太阳能电池的制造

然而,CRE诱导的喷涂膜的不均匀性导致器件再现性差,并限制了器件性能的提高

喷涂的粉末混凝土的功率转换效率仍然明显低于其旋涂的同类产品

因此,CRE的消除对于PSCs喷涂方法的发展具有重要的实际意义

最近,教授

武汉理工大学的彭和同事报道了一种反应依赖的咖啡环调节方法

在大多数关于CRE的研究中,溶液不与底物反应

然而,在他们的研究中,液滴碘化甲铵/溴化甲铵(FAI/Br)与固体CsI/PbI2膜反应,从而影响溶质分布

因此,通过溶剂选择来调节反应过程,并且确定具有足够干燥速率的溶剂,例如正丁醇,可以有效抑制咖啡环的形成

一方面,适当长的干燥时间促进了液滴的扩散和合并,最终有利于整体湿膜的形成,从而减少了“环”数

相反,在扩散过程中,FAI/Br和CsI/PbI2薄膜之间的反应阻碍了溶质在液滴外围的积累,导致均匀的溶质沉积

最后,致密、均匀且高度均匀的Cs0

19FA0

81PbI0

5Br2

制备了5种钙钛矿薄膜

由于钙钛矿薄膜的高质量,制备的多晶碳纳米管的多晶碳纳米管达到了19

17%,这是迄今报告的喷涂粉末混凝土中最高的多氯联苯含量之一

本研究开发了一种有效的方法来控制喷涂方法的CRE,以获得高性能的粉末冶金复合材料

此外,还为其他印刷技术的发展提出了新的思路

这项研究发表在能源化学

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