Hielscher ultraljud teknik

Perovskite syntes av ultraljud

Ultraljud inducerade och intensifierade reaktioner erbjuder en facile, exakt kontrollerbar och mångsidig syntesmetod för produktion av ljus-aktiverade material, som ofta inte kan förberedas av konventionella tekniker.
Ultraljud kristallisation och utfällning av perovskit kristaller är en mycket effektiv och ekonomisk teknik, som gör det möjligt att producera perovskit nanokristaller på industriell skala för massproduktion.

Ultraljud syntes av Perovskite nanocrystals

Organiska-oorganiska blyhalogen perovskiter uppvisar exceptionella optoelektroniska egenskaper såsom hög ljus absorption, mycket lång bärare livstid, bärare diffusion längd, och hög bärare rörlighet, vilket gör perovskit föreningar en överlägsen funktionellt material för högpresterande applikationer i solpaneler, lysdioder, fotodetektorer, lasrar, etc.
Ultraljud är en av de fysiska metoder för att påskynda olika organiska reaktioner. Kristalliserings processen påverkas och styrs av Ultraljuds behandling, vilket resulterar i de kontrollerbara storleks egenskaperna hos de enkristallina perovskit-nanopartiklarna.

TEM bild av ultraljud syntetiserade perovskit nanokristaller

TEM-bilder för CH3Nh3PbBr3 QDs (a) med och (b) utan Ultraljuds behandling.

UIP2000hdT-en 2000W högpresterande ultrasonicator för industriell fräsning av nanopartiklar.

UIP2000hdT med tryck bar flöde cell reaktor

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Fallstudier av ultraljud Perovskite syntes

Forskning har genomfört många typer av ultraljud assisterad perovskit kristalltillväxt. I allmänhet är perovskitkristaller beredda med den flytande tillväxtmetoden. För att fälla ut perovskitkristaller reduceras lösligheten av målproverna långsamt och kontrolleras reduceras i en prekursorlösning. Ultraljud nederbörd av perovskit nano kristaller är främst baserad på en antisolvent kylning.

Ultraljud kristallisation av Perovskite nanocrystals

Jang et al. (2016) rapportera den framgångsrika ultraljud assisterad syntes av bly Halid perovskit nanocrystals. Använda ultraljud, APbX3 perovskit nanokristaller med ett brett spektrum av kompositioner, där a = CH3Nh3, CS eller HN = CHNH3 (formamidinium), och X = cl, br, eller I, fälldes. Ultraljud accelererar upplösande processen av prekursorer (AX och PbX2) i toluen, och upplösningshastigheten bestämmer tillväxttakten för nanokristerna. Därefter fabricerade forskargruppen hög känslighet Foto detektorer genom att enhetligt snurra beläggning den enhetliga storleken nanokristaller på stora ytor kiseloxid substrat.

Ultraljud perovskit kristall distribution

Partikel storleks fördelningar av CH3NH3PbBr3 (a) med och (b) utan Ultraljuds behandling.
Chen et al. 2017

Ultraljud Asymetrical kristallisation av Perovskite

Peng et al. (2016) utvecklade ny tillväxt metod baserad på en kavitation-utlöst asymmetriska kristallisation (CTAC), som främjar heterogena nukleation genom att ge tillräckligt med energi för att övervinna kärnbildning barriären. Kortfattat, de introducerade en mycket kort ultraljud pulser (≈ 1sec) till lösningen när den nådde en låg övermättning nivå med antisolvent ångdiffusion. Ultraljud pulsen introduceras vid höga övermättning nivåer, där kavitation utlöser överdriven nukleation händelser och därför tillväxten av en uppsjö av små kristaller. Promisingly, MAPbBr3 monokristallina filmer växte på ytan av olika substrat inom flera timmar av den cykliska ultraljudsbehandling.

Ultraljud syntes av Perovskite kvantprickar

Chen et al. (2017) presenterar i sitt forskningsarbete en effektiv metod för att förbereda perovskittalsprickar (QDs) under ultraljudsbestrålning. Ultraljud används som en mekanisk metod för att påskynda utfällningen av perovskittalsprickar. Kristalliseringsprocessen av perovskittalsprickarna intensifieras och styrs av ultraljudsbehandlingen, vilket resulterar i nanokristallens exakt skräddarsydda storlek. Analysen av strukturen, partikelstorleken och morfologin hos de perovskittalsprickarna visade att ultraljudskristallisering ger en mindre partikelstorlek och en mer enhetlig partikelstorleksfördelning. Med hjälp av ultraljud (= sonochemical) syntes, var det också möjligt att producera perovskit kvantprickar med olika kemiska sammansättningar. Dessa olika sammansättningar i perovskitkristaller får oförmögna utsläppstoppar och adsorptionskanter på CH3Nh3Pbx3 (X = cl, br och I), vilket ledde till ett extremt brett färgomfång.

ultraljuds~~POS=TRUNC Dispersion

Ultraljud av Nano partikel suspensioner och bläck är en tillförlitlig teknik för att skingra dem homogent innan du applicerar nano-fjädring på substrat såsom galler eller elektroder. (jfr Belchi et al. 2019; Pichler et al. 2018)
Ultraljud dispersion hanterar enkelt höga fasta koncentrationer (t. ex. pastor) och distribuerar Nano-partiklar i enstaka spridda partiklar så att en enhetlig suspension produceras. Detta försäkrar att i den efterföljande ansökan, när underlaget är belagt, ingen klumpar såsom agglomeratbildning försämrar utförandet av beläggningen.

Hielscher Ultrasonics levererar kraftfull ultraljud disperser att förbereda homogen nano-partikel suspension, e.g. för litiumbatteri produktion

Ultraljud dispersion förbereder enhetliga nano-storlek suspensioner: grön kurva – Innan ultraljudsbehandling/röd kurva efter ultraljudsbehandling

Ultraljud processorer för Perovskite nederbörd

Hielscher Ultrasonics designar och tillverkar högpresterande ultraljud system för sonochemical syntes av högkvalitativa perovskit kristaller. Som marknadsledare och med lång erfarenhet av Ultraljuds behandling, hjälper Hielscher Ultrasonics sina kunder från första genomförbarhets test för att bearbeta optimering till den slutliga installationen av industriella ultraljud processorer för storskalig produktion. Erbjuder hela portföljen från Lab och bänk ultrasonicators upp till industriella ultraljud processorer, kan Hielscher rekommendera dig den idealiska enheten för din av process.
FC100L1K-1S med InsertMPC48Alla Hielscher ultrasonicators är exakt kontrollerbara och kan justeras från mycket låg till mycket höga amplituder. Amplituden är en av de viktigaste faktorerna som påverkar effekten och destruktivitet av ultraljudsbehandling processer. Hielscher Ultrasonics’ ultraljud processorer leverera ett mycket brett spektrum av amplituder som täcker utbudet av mycket mild och mjuk till mycket intensiva och destruktiva applikationer. Att välja rätt amplitud inställning, booster och sonotrode gör det möjligt att ställa den nödvändiga ultraljud inverkan för din specifika process. Hielschers speciella flöde cell reaktor infoga MPC48 – MultiPhaseCavitator (se bild. vänster) – gör det möjligt att injicera den andra fasen via 48 kanyler som en tunn stam i cavitational hot-spot, där högpresterande ultraljud vågor skingra de två faserna i en homogen blandning. Den MultiPhaseCavitator är idealisk för att initiera kristall seedning punkter och för att kontrollera nederbörden reaktionen av perovskit nanokristter.
Hielscher Industrial ultraljud processorer kan leverera utomordentligt höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan lätt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och krävande miljöer.
Våra kunder är nöjda med den enastående robustheten och tillförlitligheten hos Hielscher Ultraljuds system. Installation i fält av tunga applikationer, krävande miljöer och 24/7 drift säkerställer effektiv och ekonomisk bearbetning. Ultraljud processintensifiering minskar handläggningstiden och uppnår bättre resultat, dvs högre kvalitet, högre avkastning, innovativa produkter.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
0.5 till 1,5 ml n.a. VialTweeter
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud Homogenisatorer för spridning, emulgering och cell utvinning.

Hög effekt ultraljud Homogenisatorer från Labb till Pilot och industriell skala.

Litteratur / Referenser



Fakta Värt att veta

Perovskit

Perovskite är en term som beskriver mineral Perovskite (även känd som kalcium titanoxid eller kalciumtitanat, kemisk formel CaTiO3) och en specifik material struktur. I enlighet med samma namn, mineral perovskit funktioner perovskit struktur.
Perovskite föreningar kan förekomma i kubisk, tetragonala eller Ortorombiska struktur och har den kemiska formeln ABX3. A och B är katjoner, medan X representerar en anon, som obligationer till båda. I perovskit föreningar, en cation är betydligt större än B cation. Andra mineraler med perovskit struktur är loparite och bridgmanite.
Perovskiter har en unik kristallstruktur och i denna struktur kan olika kemiska element kombineras. På grund av den speciella kristallstruktur, perovskit molekyler kan uppvisar olika värdefulla egenskaper, såsom supraledning, mycket hög magnetoresistans, och/eller ferroelektricitet, som gör dessa föreningar mycket intressant för industriella tillämpningar. Dessutom kan ett stort antal olika element kombineras tillsammans för att bilda perovskit strukturer, vilket gör det möjligt att kombinera, modifiera och intensifiera vissa materialegenskaper. Forskare, forskare och processutvecklare använder dessa alternativ för att selektivt designa och optimera perovskit fysiska, optiska och elektriska egenskaper.
Deras optoelektroniska egenskaper gör hybrid perovskiter idealiska kandidater för solcellsapplikationer och Perovskit solceller är en lovande teknik, som kan bidra till att producera stora mängder ren, miljövänlig energi.
Kritiska optoelektroniska parametrar för enkristallint perovskit som rapporterats 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 Hålrörlighet (SCLC) 105 Hålrörlighet (Hall) 24 ± 6,8 elektron SCLC
82 ± 5 μs TPV 95 ± 8 μs impedansspektroskopi (IS)9 × 109 p175 ± 25 μm3,6 × 1010 för hål 34,5 × 1010 för electronMAPbI31,53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 P
1,8 × 109 för hål 4,8 × 1010 för electronMAPbBr31,53 eV 784 nm34 Hall

8,8 × 1011 P
1,8 × 109 för hål 4,8 × 1010 för electronMAPbBr32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 P
2,6 × 1010 för hål 1,1 × 1011 för electronMAPbCl32.24 eV 537 nm4.36 Hall

3,87 × 1012 P
2,6 × 1010 för hål 1,1 × 1011 för electronMAPbCl32,97 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 Hålrörlighet SCLC1.8 × 10-8
2,8 × 109
1,34 × 1010

Material Band gap eller absorption debut Mobilitet [cm2 V-1 S-1] Conductance [Ω-1 Cm-1] Bärar livstid och metod Bärar koncentration och typ [cm-3] (n eller p) Diffusions längd Trap densitet [cm-3]
MAPbBr3 2,21 eV 570 nm 115 (TOF) 20 – 60 (Hall) 38 (SCLC) τs = 41 ns τB = 457 NS (PL) 5 × 109 till 5 × 1010 P 3 – 17 μm 5,8 × 109