Hielscher ultralydteknologi

Perovskite syntese ved ultralydbehandling

Ultrasonisk indusert og intensivert reaksjoner tilbyr en facile, presist kontrollerbar og allsidig syntese metode for produksjon av lys-aktiverte materialer, som ofte ikke kan tilberedes av konvensjonelle teknikker.
Ultralyd krystallisering og utfelling av perovskite krystaller er en svært effektiv og økonomisk teknikk, som gjør det mulig å produsere perovskite nanokrystaller i industriell skala for masseproduksjon.

Ultralyd syntese av Perovskite nanokrystaller

Organisk-uorganisk bly halogen perovskites viser eksepsjonelle optoelektroniske egenskaper som høy lys absorpsjon, svært lang bærer levetid, carrier diffusjon lengde, og høy carrier mobilitet, noe som gjør perovskite forbindelser en overlegen funksjonelt materiale for høy ytelse applikasjoner i solcellepaneler, lysdioder, fotodetektorer, lasere, etc.
Ultralydbehandling er en av de fysiske metodene for å akselerere ulike organiske reaksjoner. Den krystallisering prosessen er påvirket og kontrollert av ultralydbehandling, noe som resulterer i kontrollerbar størrelse egenskapene til enkelt-krystallinsk perovskite nanopartikler.

TEM-bilde av ultrasonisk syntetisert perovskite nanokrystaller

TEM-bilder for CH3Nh3PbBr3 QDs (a) med og (b) uten ultralydbehandling.

UIP2000hdT-en 2000W høyytelses ultralyd for industriell fresing av nano-partikler.

UIP2000hdT med kan trykkes strømningscellereaktor

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Kasusstudier av Ultrasonic Perovskite syntese

Forskning har utført manifold typer ultrasonisk assistert perovskite krystallvekst. Generelt er perovskite krystaller tilberedt med væskevekstmetoden. For å utløse perovskite krystaller, løseligheten av målprøvene er sakte og kontrollert redusert i en forløperløsning. Ultralyd nedbør av perovskite nano krystaller er hovedsakelig basert på en antisolvent slukking.

Ultralyd krystallisering av Perovskite nanokrystaller

Jang et al. (2016) rapporterer den vellykkede ultralyds assistert syntesen av bly halogen perovskite nanokrystaller. Ved hjelp av ultralyd, APbX3 perovskite nanokrystaller med et bredt spekter av komposisjoner, der A = CH3Nh3, CS, eller HN = CHNH3 (formamidinium), og X = CL, br, eller jeg, ble igangsatt. Ultralyd akselererer oppløsnings prosessen av prekursorer (AX og PbX2) i toluen, og oppløsningsraten fastsetter vekstraten for nanokrystaller. Deretter, forskerteamet fabrikkert høy følsomhet photodetectors ved homogenously spin belegg uniform størrelse nanokrystaller på store områder silisium oksid underlag.

Ultralyd perovskite krystall fordeling

Partikkel størrelses Fordelinger av CH3NH3PbBr3 (a) med og (b) uten ultralydbehandling.
Chen et al. 2017

Ultralyd asymetrical krystallisering av Perovskite

Peng et al. (2016) utviklet ny vekst metode basert på en kavitasjon-utløst asymmetrisk krystallisering (CTAC), som fremmer heterogen kjernedannelse ved å gi nok energi til å overvinne kjerne barrieren. Kort, introduserte de en svært kort ultralyd pulser (≈ 1sek) til løsningen når den nådde et lavt overmetning nivå med antisolvent damp diffusjon. Ultralyds pulsen introduseres ved høye overmetning nivåer, der kavitasjon utløser overdreven kjerne hendelser og dermed veksten av en overflod av små krystaller. Lovende, MAPbBr3 monokrystallinsk filmer vokste på overflaten av ulike underlag innen flere timer av syklisk ultralydbehandling.

Ultralyd syntese av Perovskite Quantum Dots

Chen et al. (2017) til stede i deres forskningsarbeid en effektiv metode for å forberede perovskite kvanteprikker (QDer) under ultralydbestråling. Ultrasonication brukes som en mekanisk metode for å akselerere nedbøren av perovskite kvanteprikker. Krystalliseringsprosessen av perovskite kvanteprikker intensiveres og kontrolleres av ultralydbehandlingen, noe som resulterer i den nøyaktig skreddersydde størrelsen på nanokrystallene. Analysen av strukturen, partikkelstørrelsen og morfologien til perovskite kvanteprikkene viste at ultralydkrystalliseringen gir en mindre partikkelstørrelser og en mer ensartet partikkelstørrelsesfordeling. Ved hjelp av ultralyd (= sonokjemisk) syntese, var det også mulig å produsere perovskite kvanteprikker med forskjellige kjemiske komposisjoner. De forskjellige komposisjonene i perovskite krystaller lov til å ikke utslippstopper og adsorpsjon kanter av CH3Nh3Pbx3 (X = CL, br og I), noe som førte til en ekstremt bred fargeskala.

ultralyd Dispersion

Ultralyd av Nano partikkel suspensjoner og blekk er en pålitelig teknikk for å spre dem homogent før du påfører nano-suspensjon på underlag som nett eller elektroder. (jf. Belchi et al. 2019; Pichler et al. 2018)
Ultrasonisk dispersjon håndterer lett høye solide konsentrasjoner (f.eks. pasta) og distribuerer nano-partikler til enkelt spredte partikler, slik at en ensartet suspensjon produseres. Dette sikrer at i den påfølgende anvendelse, når underlaget er belagt, ingen klumper som agglomerater svekker utførelsen av belegget.

Hielscher Ultrasonics leverer kraftige ultralyds dispergerer for å forberede homogen Nano-partikkel suspensjon, for eksempel for produksjon av litium-batterier

Ultrasonisk dispersjon forbereder uniform nano-sized suspensjoner: grønn kurve – før sonikering/rød kurve etter sonikering

Ultralydsprosessorer for Perovskite nedbør

Hielscher Ultrasonics designer og produserer ultralydsystemer med høy ytelse for den sonokemiske syntesen av høykvalitets perovskite krystaller. Som markedsleder og med langtidserfaring i ultralydbehandling, hjelper Hielscher Ultrasonics sine kunder fra første mulighets test for å behandle optimalisering til den endelige installasjonen av industrielle ultralydsprosessorer for Storskalaproduksjon. Tilbyr den fullstendige porteføljen fra Lab og benk-Top ultralydsapparater opp til industrielle ultralydsprosessorer, Hielscher kan anbefale deg den ideelle enheten for din nanocrystal prosess.
FC100L1K-1S med InsertMPC48Alle Hielscher ultralydmaskiner er nøyaktig kontrollerbar og kan stilles fra svært lav til svært høy amplituder. Amplituden er en av de viktigste faktorene som påvirker virkningen og Skadepotensial av sonikering prosesser. Hielscher Ultrasonics’ ultralydsprosessorer leverer et svært bredt spekter av amplituder som dekker området av svært milde og myke til svært intense og destruktive applikasjoner. Velge riktig amplitude innstilling, booster og sonotrode gjør det mulig å angi den nødvendige ultralydseffekten for din spesifikke prosess. Hielscher spesielle strømningscellereaktor sette inn MPC48 – MultiPhaseCavitator (se bilde. venstre) – gjør det mulig å injisere den andre fasen via 48 kanyler som en tynn belastning inn i kavitasjon hot-spot, hvor høy ytelse ultralydbølger spre de to fasene i en homogen blanding. Den MultiPhaseCavitator er ideelt å starte krystall seeding poeng og å kontrollere utfelling reaksjonen av perovskite nanokrystaller.
Hielscher industrielle ultralydsprosessorer kan levere usedvanlig høy amplituder. Amplituder på opptil 200 μm kan enkelt kjøres kontinuerlig i 24/7-drift. For enda høyere amplituder, tilpasset ultralyd sonotroder er tilgjengelig. Den robuste Hielscher ' s ultralyd utstyr muliggjør 24/7 drift ved Heavy Duty og i krevende miljøer.
Våre kunder er fornøyd med den fremragende robusthet og pålitelighet av Hielscher Ultrasonic systemer. Installasjonen i felt av Heavy-Duty program, krevende miljøer og 24/7 driftsikre effektiv og økonomisk behandling. Ultralydsprosess intensivering reduserer behandlingstiden og oppnår bedre resultater, det vil si høyere kvalitet, høyere avkastning, innovative produkter.
Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
0.5 til 1,5 ml na VialTweeter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer ultralyd homogenisatorer med høy ytelse for dispersjon, emulgering og celle utvinning.

Høyeffekts ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og industriell skala.

Litteratur / Referanser



Fakta Verdt å vite

Perovskite

Perovskite er et begrep som beskriver mineralet Perovskite (også kjent som kalsium Titan oksid eller kalsium bariumtitanat, kjemisk formel CaTiO3) i tillegg til en spesifikk Material struktur. I henhold til samme navn, mineralet Perovskite funksjoner Perovskite struktur.
Perovskite forbindelser kan forekomme i kubikk, tetragonal eller orthorhombic struktur og har den kjemiske formelen ABX3. A og B er, mens X representerer en anion, som binder til begge. I perovskite forbindelser er A-den betydelig større enn B-en. Andre mineraler med perovskite struktur er Loparite og Bridgmanite.
Perovskites har en unik krystallstruktur og i denne strukturen kan ulike kjemiske elementer kombineres. På grunn av den spesielle krystallstrukturen, kan perovskite molekyler vise ulike verdifulle egenskaper, for eksempel superledning, svært høy magnetoresistance, og/eller ferroelectricity, som gjør disse forbindelsene svært interessante for industrielle applikasjoner. Videre kan et stort antall forskjellige elementer kombineres for å danne perovskite strukturer, noe som gjør det mulig å kombinere, modifisere og intensivere visse materielle egenskaper. Forskere, forskere og prosess utviklere bruke disse alternativene til å selektivt designe og optimalisere perovskite fysiske, optiske og elektriske egenskaper.
Deres Optoelektronisk egenskaper gjør hybrid perovskites ideelle kandidater for sol celle applikasjoner og perovskite solceller er en lovende teknologi, som kan bidra til å produsere store mengder ren, miljøvennlig energi.
Kritiske Optoelektronisk parametre for enkelt-krystallinsk perovskite rapportert i litteraturen:

MAPbI31.51 eV 821 nm2.5 (SCLC)10−8τs = 22 ns τB = 1032 ns PL2 × 10102–8 μm3,3 × 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 NS PL
1,8–10,0 μm1,4 × 1010MAPbI3850 nm164 ± 25 Hullmobilitet (SCLC) 105 Hullmobilitet (Hall) 24 ± 6,8 elektron SCLC
82 ± 5 μs TPV 95 ± 8 μs impedansspektroskopi (IS)9 × 109 p175 ± 25 μm3,6 × 1010 for hull 34,5 × 1010 for elektronMAPbI31.53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 P
1,8 × 109 for hull 4,8 × 1010 for elektronMAPbBr31.53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 P
1,8 × 109 for hull 4,8 × 1010 for elektronMAPbBr32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 P
2,6 × 1010 for hull 1,1 × 1011 for elektronMAPbCl32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 P
2,6 × 1010 for hull 1,1 × 1011 for 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 Hullmobilitet SCLC1.8 × 10-8
2,8 × 109
1,34 × 1010

Materialer Bandets gap eller absorpsjon utbruddet Mobilitet [cm2 V-1 S-1] Konduktans [Ω-1 Cm-1] Levetid og metode for transportør Bære konsentrasjon og type [cm-3] (n eller p) Diffusion lengde Felle tetthet [cm-3]
MAPbBr3 2,21 eV 570 NM 115 (TOF) 20 – 60 (Hall) 38 (SCLC) τs = 41 NS τB = 457 NS (PL) 5 × 109 til 5 × 1010 P 3 – 17 μm 5,8 × 109