Hielscher Ultraschall Technologie

Perovskite Synthese duerch Ultrasonicatioun

Ultrasonically induzéiert a verstäerkt Reaktiounen bidden eng facilbar, präzis kontrolléierbar a versatile Synthesemethode fir d'Produktioun vu liicht aktivéierten Materialien, déi dacks net duerch konventionell Technike virbereet kënne ginn.
Den Ultraschallkristalliséierung an Ausfäll vu perovskitesche Kristalle ass eng héich effektiv a wirtschaftlech Technik, déi et erméiglecht perovskit Nanokristaller op industriell Skala fir Masseproduktioun ze produzéieren.

Ultrasonic Synthese vu Perovskite Nanokristaller

Organesch – anorganesch Leadhalogenid Perovskiten weisen aussergewéinlech optoelektronesch Eegeschafte wéi héich Liichtabsorptioun, ganz laang laang Carrier Liewensdauer, Carrier Diffusiounslängt, an eng héich Carriermobilitéit, wat d'Perovskitverbindunge zu engem super funktionnellt Material fir héich performant Uwendungen a Solarpanneauen, LED mécht , Photodetektoren, Laser, etc.
Ultrasonication ass eng vun de physikalesche Methoden fir verschidden organesch Reaktiounen ze beschleunegen. Den Kristalliséierungsprozess gëtt beaflosst a kontrolléiert duerch d'Ultraschallbehandlung, wat zu de kontrolléierbare Gréisseigenschafte vun den eenzelkristalline perovskit Nanopartikele resultéiert.

TEM Bild vun ultrasonically synthetiséiert perovskite Nanokristaller

TEM Biller fir CH3nH3PbBr3 QDs (a) mat a (b) ouni Ultraschallbehandlung.

UIP2000hdT - e laauden Ultraschall 2000W zum industriellen Fräsen vun Nano-Partikelen.

UIP2000hdT mat presséierbare Fluxzellreaktor

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Fallstudien vun der Ultrasonic Perovskite Synthese

Fuerschung huet vill Zorten ultrasonically assistéiert perovskite Kristallwachstum gemaach. Allgemeng gi perovskit Kristalle mat der Flëssegketwachstmethod virbereet. Fir d'Perovskitkristalle ze fällen ass d'Léisbarkeet vun den Ziel Echantillon lues a kontrolléiert reduzéiert an enger Virgängerléisung. Ultraschall Nidderschlag vu perovskite Nano Kristalle baséiert haaptsächlech op eng antisolvent Ausschloss.

Ultrasonic Kristalliséierung vu Perovskite Nanokristaller

Jang et al. (2016) bericht déi erfollegräich ultrasonesch assistéiert Synthese vu Bläihalogenid perovskite Nanokristaller. Mat Hëllef vun Ultraschall, APbX3 perovskite Nanokristaller mat enger breet Palette vu Kompositioune, wou A = CH3nH3, Cs, oder HN = CHNH3 (formamidinium), an X = Cl, Br oder ech, goufe gefällt. Ultrasonication beschleunegt den Opléisungsprozess vun de Virgänger (AX a PbX2) am Toluen, an den Opléisungstaux bestëmmt de Wuesstumsrate vun den Nanokristaller. Duerno fabrizéiert d'Fuerschungsteam héichempfindlech Photodetektoren andeems se homogen Spinbeschichtung vun der eenheetlecher Gréisst Nanokristaller op grousst Gebitt Siliziumoxid-Substrate gemaach hunn.

Ultrasonic Perovskite Kristallverdeelung

Partikelgréisst Verdeelunge vu CH3NH3PbBr3 (a) mat a (b) ouni d'Ultraschallbehandlung.
Chen et al. 2017 geplangt

Ultrasonic asymetresch Kristalliséierung vu Perovskite

Peng et al. (2016) entwéckelt nei Wuesstumsmethod baséiert op enger kavitatiouns ausléiser asymmetrescher Kristalliséierung (CTAC), déi heterogen Nukleatioun fördert andeems se genuch Energie zur Nukleatiounsbarriär iwwerwannen. Kuerz gesot, hunn se e ganz kuerzen Ultrasonic Puls (≈ 1sec) an d'Léisung agefouert wann et e nidderegen Iwwerversättigungsniveau mat antisolventen Dampdiffusioun erreecht huet. Den Ultraschallpuls gëtt op héijer Iwwerversaturungsniveau agefouert, wou Kavitatioun exzessiv Nukleatiouns Evenementer ausléist an dofir de Wuesstum vun enger Onmass vu klenge Kristalle. Verspriechend MAPbBr3 monokristallin Filmer wuesse sech op der Uewerfläch vu verschiddene Substrate bannent Stonnen vun der zyklescher Ultrasonicatiounsbehandlung.

Ultrasonic Synthese vu Perovskite Quante Punkte

Chen et al. (2017) präsent an hirer Fuerschungsaarbecht eng effizient Method fir perovskite Quante Punkten (QDs) ënner ultrasonic Bestrahlung ze preparéieren. Ultrasonication gëtt als mechanesch Method benotzt fir den Nidderschlag vu perovskite Quante Punkten ze beschleunegen. De Kristalliséierungsprozess vun de perovskite Quantepunkten gëtt verstäerkt a kontrolléiert duerch d'Ultraschallbehandlung, wat zu enger präzis geschniddene Gréisst vun den Nanokristaller resultéiert. D'Analyse vun der Struktur, Partikelgréisst a Morphologie vun de perovskite Quantepunkten huet gewisen datt d'Ultraschallkristalliséierung eng méi kleng Partikelgréissten an eng méi eenheetlech Partikelgréisst Verdeelung gëtt. Mat Hëllef vun der ultrasonic (= sonochemescher) Synthes war et och méiglech perovskit Quante Punkten mat verschiddene chemesche Kompositiounen ze produzéieren. Déi verschidde Kompositiounen an de perovskitesche Kristaller hunn et erlaabt net Emissiounspëtzten an Adsorptiouns-Kanten vum CH z'erméiglechen3nH3PbX3 (X = Cl, Br an I), wat zu engem extrem breet Faarfspektrum gefouert huet.

Ultrasonic Dispersioun

Ultrasonication vu Nano-Partikelsuspensiounen an Tinten ass eng zouverléisseg Technik fir se homogen ze verdeelen ier d'Nano-Suspensioun op Substrater wéi Gitter oder Elektroden ugewannt gëtt. (vgl. Belchi et al. 2019; Pichler et al. 2018)
Ultrasonic Dispersioun veraarbecht liicht héich zolidd Konzentratioun (zB Paste) a verdeelt Nano-Partikelen an eenzel-verspreet Partikelen sou datt eng uniform Suspension produzéiert gëtt. Dëst verséchert datt an der spéiderer Uwendung, wann de Substrat beschicht gëtt, kee Klumpen wéi Agglomeraten d'Leeschtung vun der Beschichtung verschlechtert.

Hielscher Ultrasonics liwwert mächteg Ultraschalldisperser fir homogen Nano-Partikel Suspensioun ze preparéieren, zB fir Lithium Batterieproduktioun

Ultrasonic Dispersioun preparéiert eenheetlech Nano-Gréisst Suspensiounen: gréng Kromme – virum Sonikatioun / roude Kromme no der Sonikatioun

Ultrasonic Prozessoren fir Perovskite Nidderschlag

Hielscher Ultrasonics designt a fabrizéiert héich performant Ultrasonic Systemer fir déi sonochemesch Synthese vu héichqualitativen Perovskitkristaller. Als Maartführer a mat laangjäreg Erfarung an der Ultraschallveraarbechtung, Hielscher Ultrasonics assistéiert seng Clienten vum éischte Machbarkeetstest fir Optimiséierung ze Prozess bis zur definitiver Installatioun vun industriellen Ultrasonic Prozessoren fir grouss Skala Produktioun. Bitt de komplette Portefeuille vu Labo- a Bench-Top Ultrasonicators bis an industriellen Ultrasonic Prozessoren, Hielscher kann Iech den ideale Apparat fir Ären Nanokristallprozess empfeelen.
FC100L1K-1S mat InsertMPC48All Hielscher Ultrasonicatoren si präzis kontrolléierbar a kënne vu ganz déif bis ganz héich Amplituden ofgestëmmt ginn. D'Amplitude ass eng vun den Haaptfaktoren déi d'Auswierkungen an d'Destruktivitéit vu Sonikatiounsprozesser beaflossen. Hielscher Ultrasonics’ Ultrasonic Prozessoren liwweren e ganz breede Spektrum vun Amplituden, déi d'Gamme vu ganz mëll a mëll bis ganz intensiv an zerstéierend Uwendungen decken. D'Wiel vun der richtiger Amplitude-Astellung, Booster a Sonotrode erlaabt et den erfuerderlechen Ultrasonic Impakt fir Äre spezifesche Prozess ze setzen. Hielscher speziellen Fluxzellreaktor Insert MPC48 – MultiPhaseCavitator (kuckt Bild. Lénks) – erlaabt et déi zweet Phas iwwer 48 Kanäl ze injizéieren als eng dënn Belaaschtung an der cavitationaler Hotspot, wou héich performant Ultraschallwellen déi zwou Phasen an eng homogen Mëschung verdeelen. De MultiPhaseCavitator ass ideal fir Kristallsazpunkten ze initiéieren an d'Nidderschlagsreaktioun vu perovskite Nanokristaller ze kontrolléieren.
Hielscher industriell Ultrasonic Prozessoren kënnen aussergewéinlech héich Amplituden liwweren. Amplitude vu bis zu 200μm kënne ganz einfach an der 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden, personaliséiert Ultrasonic Sonotroden sinn verfügbar. D'Rustabilitéit vum Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun mat schwéierer Aarbecht an an usprochsvollen Ëmfeld.
Eis Cliente sinn zefridden mat der aussergewéinlecher Robustheet an Zouverlässegkeet vun Hielscher Ultrasonic Systemer. D'Installatioun an Felder mat schwéierer Uwendung, usprochsvollen Ëmfeld a 24/7 Operatioun suergen effizient an ökonomesch Veraarbechtung. Ultrasonic Prozess Intensivéierung reduzéiert d'Veraarbechtungszäit a kritt besser Resultater, dh méi héich Qualitéit, méi héich Ausbezuelen, innovativ Produkter.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:

Konte gefouert QShortcut Duerchflossrate recommandéiert Comments
0.5 an 1,5mL na VialTweeter
1 bis 500mL 10 bis 200mL / min UP100H
10 bis 2000mL 20 bis 400mL / min UP200Ht, An UP400St
0.1 bis 20L 0.2 bis 4L / min UIP2000hdT
10 bis 100L 2 bis 10L / min UIP4000hdT
na 10 bis 100L / min UIP16000
na méi grouss Stärekoup vun UIP16000

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

Benotzt weg de Formulaire hei, wann Dir méi Informatiounen iwwer d'Ultraschallhomogenéierung bitt. Mir wäerte frou sin Iech un engem Ultraschallsystem ze bidden deen Är Ufuerderungen entsprécht.










Hielscher Ultrasonics fabrizéiert héich performant Ultraschall Homogeniséierer fir Dispersioun, Emulsifizéierung a Zell Extraktioun.

Héichkraaft ultrasonic Homogenisatoren vu Labo ze Pilot an industrielle Plang.

Literatur / nëmmen



Fakten Wësse wat weess

Perovskite

Perovskite ass e Begrëff, dee Mineral Perovskite beschreift (och bekannt als Kalziumtitanoxid oder Kalziumtitanat, chemesch Formel CaTiO3) sou wéi eng spezifesch Materialstruktur. Geméiss dem selwechten Numm huet d'Mineral Perovskite déi perovskitesch Struktur.
Perovskit Verbindunge kënnen a kubesch, tetragonal oder orthorhombesch Struktur optrieden an déi chemesch Formel ABX hunn3An. A a B sinn Katioune, wärend X en Anion duerstellt, deen un béid verbënnt. A perovskitesch Verbindungen ass d'A-Katioun wesentlech méi grouss wéi d'B-Katioun. Aner Mineralstoffer mat Perovskitestruktur si Loparite a Bridgmanit.
Perovskiten hunn eng eenzegaarteg Kristallstruktur an an dëser Struktur kënne verschidde chemesch Elementer kombinéiert ginn. Wéinst der spezieller Kristallstruktur kënnen perovskitesch Moleküle verschidde wertvoll Eegeschafte weisen, sou wéi Superleitung, ganz héich Magnetoresistenz, an / oder Ferroelektrizitéit, déi dës Verbindunge ganz interessant fir industriell Uwendungen maachen. Ausserdeem kënnen eng grouss Zuel u verschidden Elementer kombinéiert ginn fir Perovskitestrukturen ze bilden, wat et méiglech mécht verschidde Materialkarakteristiken ze kombinéieren, änneren an ze verstäerken. Fuerscher, Wëssenschaftler a Prozess Entwéckler benotzen dës Optiounen fir selektiv Design vu Perovskite kierperlech, optesch an elektresch Charakteristiken.
Hir optoelektronesch Eegeschafte maachen Hybrid Perovskiten ideal Kandidate fir Solarzell Applikatiounen an Perovskite Solarzellen sinn eng villverspriechend Technologie, déi hëllefe kéint grouss Quantitéiten vu propper, ëmweltfrëndlech Energie ze produzéieren.
Kritesch optoelektronesch Parameter vun eenzelkristalline Perovskite, déi an der Literatur gemellt goufen:

MAPbI31,51 eV 821 nm2,5 (SCLC) 10−8τs = 22 ns τB = 1032 ns PL2 × 10102–8 μ3,3 × 1010MAPbBr32.18 eV 574 nm24 (SCLC)
τs = 28 ns τb = 300 ns PL
1,3–4,3 µm3 × 1010MAPbI31.51 eV 820 nm67.2 (SCLC)
τs = 18 ns τB = 570 n PL
1,8–10,0 µm1,4 × 1010MAPbI3850 nm164 ± 25 Hole Mobilitéit (SCLC) 105 Hole Mobilitéit (Hall) 24 ± 6.8 Elektron SCLC
82 ± 5 µs TPV 95 ± 8 µs Impedanzspektroskopie (IS) 9 × 109 p175 ± 25 µm3,6 × 1010 fir Lach 34,5 × 1010 fir ElektronMAPbI31.53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 p
1,8 × 109 fir d'Lach 4,8 × 1010 fir ElektronMAPbBr31.53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 p
1,8 × 109 fir d'Lach 4,8 × 1010 fir ElektronMAPbBr32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 p
2,6 × 1010 fir Lach 1.1 × 1011 fir ElektronMAPbCl32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 p
2,6 × 1010 fir Lach 1.1 × 1011 fir ElektronMAPbCl32,97 eV 402 nm179 Hall

5,1 × 109 n

MAPbCl32,88 eV 440 nm42 ± 9 (SCLC) 2,7 × 10-8τs = 83 ns τB = 662 ns PL4.0 × 109 p3.0–8.5 µm3.1 × 1010FAPbI31,49 eV 870 nm40 ± 5 Hole Mobilitéit SCLC1.8 × 10-8
2,8 × 109
1,34 × 1010

Materialien Band Spalt oder Absorptioun Ufank Mobilitéit [cm2 V-1 S-1]] Konduktioun [Ω-1 cm-1]] Carrier Liewensdauer a Method Carrier Konzentratioun an Typ [cm-3] (n oder p) Diffusiounslängt Trapendicht [cm-3]]
MAPbBr3 2,21 eV 570 nm 115 (TOF) 20-60 (Hall) 38 (SCLC) τs = 41 ns τB = 457 ns (PL) 5 × 10 gesinn9 op 5 × 1010 p 3–17 um 5,8 × 109 ewechzekréien