Hielscher ultrazvuková technologie

Syntéza perovskite pomocí ultrazvuku

Ultragraficky vyvolané a intenzivnější reakce nabízejí facilní, přesně kontrolovatelnou a všestranně syntetický způsob výroby světlých materiálů, které často nemohou být připraveny konvenčními technikami.
Ultrazvuková krystalizace a srážení perovskitových krystalů je vysoce účinná a hospodárnější technika, která umožňuje produkovat perovskite nanocrystals v průmyslovém měřítku pro hromadnou výrobu.

Ultrazvuková syntéza perovskite Nanocrystals

Organické – anorganické olovnatý perovskity vykazují výjimečné optoelektronické vlastnosti, jako je vysoká absorpce světla, velmi dlouhá životnost nosné frekvence, délka difuze nosné frekvence a vysoká pohyblivost nosnosti, což činí perovskitové sloučeniny nadřízeným funkční materiál pro vysoce výkonné aplikace v solárních panelech, LED, fotosnímač, lasery atd.
Ultrazvuku je jednou ze fyzikálních metod urychlení různých organických reakcí. Krystalizační proces je ovlivněn a kontrolován ultrazvukovou úpravou, což vede k ovladatelným vlastnostem jednokrystalického perovskitu nanopitem.

TEM obraz ultrasonicky syntetizované perovskite nanocrystals

TEM obrázky pro CH3Nh3Telefonní ústředna3 QDs a s a (b) bez ultrazvukové léčby.

UIP2000hdT-a 2000 w vysoce výkonný ultraonizátor pro průmyslové mletí nano částic.

UIP2000hdT s tlakový reaktor s vysokým tlakem

Žádost o informace





Případové studie ultrazvukové syntéze perovskite

Research has conducted manifold types of ultrasonically assisted perovskite crystal growth. In general, perovskite crystals are prepared with the liquid growth method. In order to precipitate perovskite crystals, the solubility of the target samples is slowly and controlled reduced in a precursor solution. Ultrasonic precipitation of perovskite nano crystals is mainly based on an antisolvent quenching.

Ultrazvuková krystalizace perovskite Nanocrystals

Jang et al. (2016) hlásí úspěšný ultraultrasonicky asistované syntéze olovnatého halogenidu perovskite nanocrystals. Použití ultrazvukového protokolu APbX3 perovskite nanocrystals s širokým rozsahem skladeb, kde A = CH3Nh3, Cs nebo HN = CHNH3 (formamidinium), a X = CL, br nebo já, se vysmívaly. Při ultrazvuku se zrychluje proces prekurzorů (AX a PbX)2) v toluenu a míra rozpuštění určuje rychlost růstu nanocrystals. Následně výzkumný tým vyrobí vysoce citlivé fotosnímač tak, že homogenně roztočí vrstvu nanocrystals na velkoplošných substrátech z oxidu křemičitého.

Ultrazvuková distribuce krystalů perovskite

Rozdělení velikosti částic CH3NH3PbBr3 (a) s a (b) bez ultrazvukové léčby.
Chen et al. 2017

Ultrazvuková Asymetrical krystalizace perovskite

Peng et al. (2016) vyvinul novou metodu růstu založenou na kavitačně vyvolané asymetrické krystalizaci (CTAC), která podporuje heterogenní jádro tím, že poskytuje dostatek energie k překonání nukleační bariéry. Krátce, zavedli velmi krátké ultrazvukové impulzy (≈ 1SEC) do roztoku, když dosáhl nízké hladiny supersytosti, s antisolventilační výpary. Ultrazvukový puls se zavádí při vysoké úrovni supersytosti, kde kavitace vyvolává nadměrné nukleační události, a tím i nárůst množství drobných krystalů. Smíšený, MAPbBr3 monokrystalické filmy se na povrchu různých substrátů rozrůstaly během několika hodin po cyklické ultrazvuku.

Ultrazvuková syntéza Perovskitních kvantových teček

Chen et al. (2017) ve svém výzkumu je účinný způsob přípravy perovskite kvantových teček (QDs) pod ultrazvukovým zářením. Ultrazvuku se používá jako mechanická metoda pro urychlení srážení perovskitových kvantových teček. Krystalizační proces perovskitových kvantových teček se zesíluje a ovládá ultrazvukovou léčbou, což vede k přesně přizpůsobené velikosti nanocrystals. Analýza struktury, velikosti částic a morfologie perovskitových kvantových teček ukázala, že ultrazvuková krystalizace poskytuje menší velikosti částic a rovnoměrnou distribuci velikosti částic. S použitím ultrazvukové (= sonochemické) syntézy bylo také možné produkovat perovskitové Kvantové tečky s různými chemickými kompozity. Tyto rozdílné skladby perovskitových krystalů umožnily neschopné emisní špičky a adsorpční hrany CH3Nh3Pbx3 (X = CL, br a I), které vedlo k extrémně širokému barevnému rozsahu.

ultrazvukové Dispersion

Ultraspolehlivá suspenze nanočástic a inkoustů je spolehlivou technikou, kterou je třeba homogenně rozptýleni před aplikováním nanosuspenze na substráty, jako jsou mřížky nebo elektrody. (viz Belchi et al. 2019; Pichler et al. 2018)
Ultrazvuková disperze snadno zpracovává vysoké pevné koncentrace (např. pasty) a distribuuje nanočástice do jednorozptýlených částic tak, aby byla vyrobena jednotná suspenze. To zaručuje, že při následné aplikaci, když je substrát povrstven, žádné shlukávání, jako jsou aglomeráty, zhoršuje výkonnost povlaku.

Hielscher Ultrazvuková služba poskytuje účinný Ultrazvukový disperz pro přípravu homogenního suspenze nano-částic, například při výrobě lithiových baterií

Ultrazvuková disperze připravuje jednotná nanovelikost suspenze: Zelená křivka – před sonikací/červenou křivkou po sonaci

Ultrazvukové procesory pro Perovskitické srážky

Hielscher Ultrasonics navrhuje a vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové systémy pro sonochemickou syntézu vysoce kvalitních perovskitních krystalů. Jako vedoucí trhu a s dlouhodlouhými zkušenostmi s ultrazvukovým zpracováním napomáhá Hielscher Ultrazvuková služba svým zákazníkům z prvního testu proveditelnosti k optimalizaci zpracování na finální instalaci průmyslových ultrazvukových procesorů pro výrobu ve velkém měřítku. Hielscher nabízí kompletní portfolio od laboratorních a lavicových ultrazvukových zařízení až po průmyslové ultrazvukové procesory, a tak vám může doporučit ideální zařízení pro váš nanojístalský proces.
FC100L1K-1S s InsertMPC48Všichni ultraultrasonicátory Hielscher jsou přesně kontrolovatelné a mohou být vyladěny z velmi nízkých na velmi vysoké amplitudy. Amplituda je jedním z hlavních činitelů, které ovlivňují dopad a destruktivitu procesů sonikace. Hielscher Ultrasonika’ ultrazvukové procesory dodávají široké spektrum amplitudů, které pokrývají rozsah velmi mírných a měkkých až velmi intenzivních a ničivých aplikací. Volba pravého nastavení amplitudy, zesilovače a sonotroda umožňuje nastavit požadovaný Ultrazvukový dopad pro váš specifický proces. Hielscherova speciální buněčná vložka MPC48 – MultiPhaseCavitator (viz obr. vlevo) – umožňuje nastříknout druhou fázi přes 48 kanyly jako tenký kmen do kavitační horké skvrny, kde vysoce výkonné ultrazvukové vlny rozptýlou obě fáze do homogenní směsi. MultiPhaseCavitator je ideální k zahájení krystalických bodů a ke kontrole srážecí reakce perovskite nanocrystals.
Nekvalitní průmyslový ultrazvukový procesor dokáže dodávat mimořádně vysoké amplitudy. Amplitudy až do 200 μm lze snadno spustit v 24/7 provozu. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici vlastní ultrazvukové sonotrody. Robustnost Hielscherova ultrazvukového zařízení umožňuje 24/7 provoz při vysoké službě a v náročném prostředí.
Naši zákazníci jsou spokojeni s vynikající robustností a spolehlivostí systémů Hielscher ultrazvuku. Instalace v oblastech náročné aplikace, náročných prostředí a 24/7 provoz zajišťuje efektivní a hospodárné zpracování. Ultrazvuková zesilování procesu zkracuje dobu zpracování a dosahuje lepších výsledků, tedy vyšší kvality, vyšších výnosů, inovačních výrobků.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
00,5 až 1,5 ml na VialTweeter
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000ml 20 až 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte formulář níže, pokud chcete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizace. Budeme rádi Vám nabídnout ultrazvukový systém plnění vašich požadavků.









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Hielscher Ultrazvuková zařízení vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizéry pro disperzi, napodobování a extrakci buněk.

Vysoce energetické ultrazvukové homogenizéry z Laboratoř na Pilot a průmyslové měřítko,

Literatura / Reference



Fakta Worth Knowing

Perovskite

Perovskite je termín, který popisuje minerálku perovskite (také známý jako oxid titaničitý nebo titanitan vápenatý, chemický vzorec CaTiO3), stejně jako specifická struktura materiálu. V souladu se stejným názvem má perovskite minerální strukturu.
Perovskite sloučeniny se mohou vyskytovat v krychlových, tetragických nebo orthorových strukturách a mají chemický vzorec ABX3. A a B jsou kationty, zatímco X představuje Anion, který se váže k oběma. V perovskových sloučeninách je kace A výrazně větší než na B. Dalšími minerály s perovskitskou strukturou jsou Loparite a Bridgmanite.
Perovskité mají unikátní krystalickou strukturu a v této struktuře mohou být kombinovány různé chemické prvky. Díky speciální krystalové konstrukci mohou perovskite molekuly vykazovat různé hodnotné vlastnosti, jako je supervodivost, velmi vysoká magnetická a/nebo ferroelektrická elektřina, která tyto sloučeniny velmi zajímavě pro průmyslové aplikace. Kromě toho může být velký počet různých prvků kombinován dohromady s cílem vytvořit perovskitové struktury, které umožňují kombinovat, modifikovat a zesílit určité materiální vlastnosti. Výzkumní pracovníci, vědci a vývojáři procesů používají tyto možnosti k selektivnímu navrhování a optimalizaci perovskite fyzikálních, optických a elektrických charakteristik.
Jejich optoelektronické vlastnosti vyrábějí hybridní perovskity ideální pro aplikace solárních buněk a perovskite solární buňky jsou slibnou technologií, která by mohla přispět k výrobě velkého množství čisté, ekologicky šetrné energie.
Kritické optoelektronické parametry jednokrystalického perovskitu hlášené v literatuře:

Materiály Pásmová mezera nebo počátek absorpce Mobilita [cm2 PROTI-1 S-1] Vodivost [Ω-1 Cm-1] Životnost a metoda nosné frekvence Koncentrace nosné frekvence a typ [cm-3] (n nebo p) Délka difúze Hustota přesahu [cm-3]
Aplikace MAPbBr3 2,21 eV 570 nm 115 (TOF) 20 – 60 (hala) 38 (SCLC) τs = 41 NS τB = 457 NS (PL) 5 × 109 na 5 × 1010 P 3 – 17 μm 5,8 × 109
Aplikace MAPbI3 1,51 eV 821 nm 2,5 (SCLC) 10 − 8 τs = 22 NS τB = 1032 NS PL 2 × 1010 2 – 8 μm 3,3 × 1010
Aplikace MAPbBr3 2,18 eV 574 nm 24 (SCLC) τs = 28 NS τb = 300 NS PL 1.3 – 4,3 μm 3 × 1010
Aplikace MAPbI3 1,51 eV 820 nm 67,2 (SCLC) τs = 18 NS τB = 570 NS PL 1,8 – 10,0 μm 1,4 × 1010
Aplikace MAPbI3 850 nm 164 ± 25 mobilita otvorů (SCLC) 105 mobilita otvorů (hala) 24 ± 6,8 elektronový SCLC 82 ± 5 μs TPV 95 ± 8 μs impedance spektroskopie (IS) 9 × 109 P 175 ± 25 μm 3,6 × 1010 pro otvor 34,5 × 1010 pro elektronový
Aplikace MAPbI3 1,53 eV 784 nm 34 hala 8,8 × 1011 P 1,8 × 109 pro otvor 4,8 × 1010 pro elektronový
Aplikace MAPbBr3 1,53 eV 784 nm 34 hala 8,8 × 1011 P 1,8 × 109 pro otvor 4,8 × 1010 pro elektronový
Aplikace MAPbBr3 2,24 eV 537 nm 4,36 hala 3,87 × 1012 P 2,6 × 1010 pro otvor 1,1 × 1011 pro elektronový
Aplikace MAPbCl3 2,24 eV 537 nm 4,36 hala 3,87 × 1012 P 2,6 × 1010 pro otvor 1,1 × 1011 pro elektronový
Aplikace MAPbCl3 2,97 eV 402 nm 179 hala 5,1 × 109 N
Aplikace MAPbCl3 2,88 eV 440 nm 42 ± 9 (SCLC) 2,7 × 10-8 τs = 83 NS τB = 662 NS PL 4,0 × 109 P 3,0 – 8,5 μm 3,1 × 1010
FAPbI3 1,49 eV 870 nm 40 ± 5 mobilita otvorů SCLC 1,8 × 10-8 2,8 × 109 1,34 × 1010