Síntesis perovskita tumen ultrasonidos
Le reacciones inducidas yéetel intensificadas tumen ultrasonidos ts'abal jump'éel método síntesis sencillo, controlable yéetel precisión yéetel versátil utia'al u producción materiales activados tumen sáasil, ka tu menudo ma' u páajtal mentik yo'osal yo'osal convencionales.
Le cristalización yéetel precipitación ultrasónica u cristales perovskita jach jump'éel láaka jach xoknáalo'obo' yéetel leti', ba'ax ku cha'antik producir nanocristales perovskita escala industrial utia'al u producción ti' serie.
Síntesis ultrasónica u nanocristales perovskita
Le perovskitas haluro plomo orgánico-inorgánico exhiben propiedades optoelectrónicas u excepcionales, Bey ka'anal absorción sáasil, jump'éel kuxtal útil jach chowak u le portador, jump'éel longitud meyajo'ob le portador yéetel ka'anal movilidad le portador, ba'ax ku beetik le compuestos perovskita k'áati' jump'éel xooko'obo' funcional superior utia'al aplicaciones ka'anal rendimiento ti' paneles solares, LED, fotodetectores, láseres, etcétera.
Le ultrasonicación jach juntúul ti' le métodos físicos ti' acelerar kúuchilo'ob reacciones orgánicas. Le tuukula' cristalización táan influenciado yéetel controlado tumen le Ts'a'akal ultrasónico, ku ts'aik bix u resultado le propiedades Buka'aj u controlables le nanopartículas perovskita monocristalina.
Ku xook le síntesis ultrasónica u perovskita
Le investigación ts'o'ok úuch u láaj bis ka'ansaj ya'ab k'oja'ano'ob tipos tuméen cristales perovskita asistido tumen ultrasonidos. Tu general le cristales perovskita u meenta'al yéetel le método tuméen líquido. Con el Fin de precipitar cristales perovskita, u solubilidad le muestras objetivo u reduce chaanbelil yéetel controladamente ti' jump'éel solución precursora. Le precipitación ultrasónica ti' nanocristales perovskita u basa chuunil laat'a'an ti' jump'éel enfriamiento yéetel antidisolventes.
Cristalización ultrasónica u nanocristales perovskita
Jang et ti' le. (2016) informan ti' le éxito le síntesis asistida tumen ultrasonidos nanocristales perovskita haluro plomo. Búukinta'al ultrasonido ti', APbX3 nanocristales perovskita yéetel amplia gama composiciones, tu'ux U = CH'EL3Nh3, Cs wa HN = CHNH3 (formamidinio), ka X = Cl, Br wa I, bino'ob u precipitados. Le ultrasonicación acelera le tuukula' disolución le precursores (AX yéetel PbX2) ti' tolueno, yéetel le velocidad disolución determina tasa tuméen le nanocristales. Posteriormente, le nu'ukulil investigación fabricó fotodetectores ka'anal sensibilidad yo'osal le recubrimiento homogéneo ti' le nanocristales Buka'aj xan ti' sustratos óxido silicio nojoch superficie.
Cristalización asimétrica ultrasónica u perovskita
Peng et ti' le. (2016) desarrollaron jump'éel túumben método tuméen ku ti' jump'éel cristalización asimétrica (CTAC) activada tumen cavitación, u promueve le nucleación heterogénea ti' le ts'aik suficiente energía utia'al u superar le barrera nucleación. Brevemente, introdujeron pulsos ultrasónicos u jach Kóomtak (≈ 1 segundo) ti' le solución kéen ts'o'ok u chukik jump'éel nivel supersaturación t'okik yéetel meyajo'ob vapor antisolvente. Le pulso ultrasónico ts'otik ka'anatako'ob niveles ti' supersaturación, tu'ux le cavitación desencadena k'inbesajo'ob u nucleación excesivos yéetel, tune', tuméen nuxi' cantidad cristales diminutos. Prometedoramente, MAPbBr3 Le películas monocristalinas ti' nuukchaje'exe' way ya'ab sustratos ti' le manik jump'íit horas u Ts'a'akal ultrasonidos cíclico.
Síntesis ultrasónica u ti'its cuánticos u perovskita
Chen et ti' le. (2017) ku ti' u meyaj investigación jump'éel método eficiente utia'al u mentik ti'its cuánticos (QD) tu perovskita yáanal irradiación ultrasónica. Le ultrasonicación ku meyajtiko'ob bey método mecánico utia'al u acelerar le precipitación ti'its cuánticos u perovskita. Le tuukula' cristalización le ti'its cuánticos u perovskita u intensifica ka controla yo'osal u Ts'a'akal ultrasónico, ku ts'aik bey resultado jump'éel Buka'aj le nanocristales tu'ux yéetel precisión. Le análisis le ba'ax, le Buka'aj partícula yéetel u morfología le ti'its cuánticos u perovskita tu ye'esaj u cristalización ultrasónica proporciona tamaños partícula asab mejen yéetel juntúul distribución Buka'aj partícula asab xan. Utilizando le síntesis ultrasónica (= sonoquímica), bey xan bin páajtal producir ti'its cuánticos ti' perovskita yéetel jejeláas composiciones químicas. Le jejeláas composiciones ti' le cristales perovskita permitieron picos emisión yéetel bordes u adsorción incapaces u CH'EL3Nh3Pbx3 (X = Cl, Br yéetel I), ku ts'áaj kúuchil u jump'éel gama boonilo'ob extremadamente amplia.
Dispersión ultrasónica
Le ultrasonicación suspensiones ti' nanopartículas yéetel tintas u ti'al jump'éel láaka fiable dispersar le bix homogénea bey ma' aplicar le nanosuspensión yóok'ol sustratos bey rejillas wa electrodos. (cf. Belchi et ti' le. 2019; Pichler et ti' le. 2018).
Le dispersión ultrasónica maneja uchik altas concentraciones sólidos (je'ebix, pastas) yéetel distribuye le nanopartículas ti' partículas individuales u dispersas utia'al u producir jump'éel suspensión xan. Le ba'ala' asegura ka yo'olal posterior, le ken u recubre le sustrato, ma' yanak aglomeraciones bey aglomerados u perjudiquen u rendimiento le recubrimiento.
Procesadores ultrasónicos utia'al u precipitación perovskita
Hielscher Ultrasonics diseña yéetel fabrica sistemas ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u síntesis sonoquímica u cristales perovskita ka'anal calidad. Bey líder k'íiwiko' yéetel chowak tecnología ti' le procesamiento ultrasonidos, Hielscher Ultrasonics Mexicana ku yáantik u clientes tak le yáax prueba viabilidad tak optimización le tuukula' yéetel le instalación final ti' procesadores ultrasónicos u industriales utia'al u producción tu gran escala. Ti' le ofrecer tuláakal le gama yik'áalil, tak ultrasonidos laboratorio ti' sobremesa tak procesadores ultrasónicos industriales, Hielscher u recomendar ti' le dispositivo beetike' uts utia'al u tuukula' nanocristales.
Tuláakal le ultrasonidos Hielscher ku páajtal controlar yéetel precisión ka páajtal ajustar u tak amplitudes jach bajas tak jach altas. Le amplitud jach juntúul le k'ajle' ba'ax ku influyen ti' le impacto yéetel u destructividad le procesos sonicación. Ultrasonidos u Hielscher’ Le procesadores ultrasónicos ku ts'abal jump'éel espectro jach amplio u amplitudes abarcan tak aplicaciones jach leves yéetel suaves tak jach intensas ka destructivas. Elección le ajuste amplitud, le booster yéetel le sonotrodo adecuados ku cha'antik establecer le impacto ultrasónico k'a'abéet utia'al u específico tuukula'. Inserto reactor celda flujo yaabilajech MPC48 u Hielscher – MultiPhaseCavitator (wil oochel le izquierda). – Ku cha'antik inyectar le segunda fase yéetel 48 cánulas bey juntúul tensión bek'ech ti' le ch'aaj chokoj cavitacional, tu'ux le ondas ultrasónicas u ka'anal rendimiento dispersan le ka'ap'éel fases ti' jump'éel mezcla homogénea. Cavitator MultiPhase le beetike' uts yo'osal máaxo'ob ti'its paak'alo' cristales yéetel utia'al controlar reacción precipitación nanocristales perovskita.
Le procesadores ultrasónicos industriales ti' Hielscher táan u béeytal u ofrecer amplitudes extraordinariamente altas. Le amplitudes tak 200 μm páajtal ejecutar uchik bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados. Robustez le nu'ukulilo'ob ultrasónicos ti' Hielscher ku cha'antik jump'éel funcionamiento 24 leti' 7 ti' entornos aalo'ob ka exigentes.
K clientes u satisfechos yéetel u extraordinaria robustez yéetel fiabilidad le kaambalilo'ob Hielscher Ultrasonic. Le instalación tu sikte ka'anatako'ob aal, entornos exigentes yéetel operación 24 leti' 7 garantiza jump'éel procesamiento eficiente yéetel económico. Intensificación le tuukula' tumen ultrasonidos reduce le k'iin procesamiento yéetel logra ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob, es decir asab ma'alobil, mayores rendimientos, yik'áalil innovadores.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
0. 5 u 1.5mL | n.d. | VialTweeter |
U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
Bibliografía leti' Referencias
- Raphaëlle Belchi; Aurélie Habert; Eddy Foy; Alexandre Gheno; Sylvain Vedraine; Rémi Antony; Bernard Ratier; Johann Bouclé; Nathalie Herlin-Boimecor (2019): One-Step Synthesis of TiO2/Graphene Nanocomposites by Laser Pyrolysis with Well-Controlled Properties and Application in Perovskite Solar Cells. ACS Omega. 2019 Jul 31; 4(7): 11906–11913.
- Dong Myung Jang, Duk Hwan Kim, Kidong Park, Jeunghee Park, Jong Woon Lee, Jae Kyu Song (2016): Ultrasound synthesis of lead halide perovskite nanocrystals. Journal of Materials Chemistry C. Issue 45, 2016.
- Lung-Chien Chen, Zong-Liang Tseng, Shih-You Chen, Shengyi Yang (2017): An ultrasonic synthesis method for high-luminance perovskite quantum dots. Cermaics international 43, 2017. 16032-16035.
- Birgit Pichler; Kurt Mayer; Prof. Viktor Hacker (2018): Long‐Term Operation of Perovskite‐Catalyzed Bifunctional Air Electrodes in Rechargeable Zinc‐Air Flow Batteries. Batteries & Supercaps Vol. 2, Issue 4, April 2019. 387-395.
- Wei Peng, Lingfei Wang, Banavoth Murali, Kang-Ting Ho, Ashok Bera, Namchul Cho, Chen-Fang Kang, Victor M. Burlakov, Jun Pan, Lutfan Sinatra, Chun Ma, Wei Xu, Dong Shi, Erkki Alarousu, Alain Goriely, Jr-Hau He, Omar F. Mohammed, Tom Wu, Osman M. Bakr (2016): Solution-Grown Monocrystalline Hybrid Perovskite Films for Hole-Transporter-Free Solar Cells. Advanced Materials 2016.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
perovskita
Perovskita le jump'éel término ku describe le mineral Perovskita (xan k'ajóolta'an je'el bix óxido titanio cálcico wa titanato calcio ti', fórmula química CaTiO3), bey jump'éel ba'ax xooko'obo' específica. De acuerdo con u yéet k'aaba', le mineral Perovskita ye'esa'al le ba'ax perovskita.
Le compuestos perovskita páajtal Ka'abet u ti' ba'ax cúbica, tetragonal jump'éel ortorrómbica yéetel yaan u fórmula química ABX3. U yéetel B cationes, ka' jo'op' u X leti' jump'éel anión, ka u une u xan. Ti' le compuestos perovskita, catión ti' le significativamente asab u catión B. Láak'o'ob minerales yéetel ba'ax perovskita le le Lopita yéetel le Bridgmanita.
Le perovskitas yaan ti' jump'éel ba'ax jach chen ka ti' le ba'ax ku páajtal combinar ya'ab elementos químicos. Debido a le ba'ax jach yaabilajech, le moléculas perovskita páajtal exhibir ya'abkach propiedades valiosas, bey superconductividad, magnetorresistencia jach ka'anal yo'osal u chíikpajal ba'ax ferroelectricidad, ba'ax ku beetiko'ob le compuestos k'áati' jach interesantes utia'al u aplicaciones industriales. Ku ts'o'okole', ku páajtal combinar nojoch cantidad elementos jejeláas utia'al formar ka'ansaj perovskita, ba'ax ku cha'antik combinar, modificar yéetel ku intensificar ciertas yáantajo'ob ti' le. Le investigadores, científicos yéetel desarrolladores procesos utilizan le opciones yo'osal diseñar yéetel optimizar selectivamente le yáantajo'ob meyajtbilo', ópticas yéetel eléctricas ti' le perovskita.
U propiedades optoelectrónicas ku betiko'ob le perovskitas híbridas k'áati' candidatas ideales utia'al u aplicaciones células solares, yéetel le células solares ti' perovskita le jump'éel ma'alo'obtal prometedora, ba'ax je'el wáantik producir yaan xan ya'abach energía Cho' yéetel respetuosa yéetel ka'a jeets'.
Parámetros optoelectrónicos críticos u perovskita monocristalina reportados ti' le literatura:
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 Movilidad 25 jool (SCLC) 105 Movilidad agujeros (Hall) 24 ± 6,8 electrones SCLC
82 ± 5 μs TPV 95 ± 8 μs espectroscopía impedancia (IS) 9 × 109 p175 ± 25 μm3.6 × 1010 utia'al le hoyos 34.5 × 1010 utia'al u electronMAPbI31.53 eV 784 nm34 Hall
8.8 × 1011 p
1.8 × 109 utia'al le joolo' 4.8 × 1010 utia'al u electronMAPbBr31.53 eV 784 nm34 Hall
8.8 × 1011 p
1.8 × 109 utia'al le joolo' 4.8 × 1010 utia'al u electronMAPbBr32.24 eV 537 nm4.36 Hall
3.87 × 1012 p
2.6 × 1010 utia'al le hoyos 1.1 × 1011 utia'al electronMAPbCl32.24 eV 537 nm4.36 Hall
3.87 × 1012 p
2.6 × 1010 utia'al le hoyos 1.1 × 1011 utia'al 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–,5 μm3,1 × 1010FAPbI31.49 eV 870 nm40 ± 5 Movilidad 5 orificios SCLC1.8 × 10-8
2.8 × 109
1.34 × 1010
Materiales | Banda prohibida wa Chúunul absorción | Movilidad [cm2 V-1 s-1] | Conductancia [Ω-1 cm-1] | Útil kuxtal yéetel método le transportista | Concentración ka bin yano'ob portador [cm-3] (n wa p'el). | Longitud meyajo'ob | Densidad le trampa [cm-3] |
---|---|---|---|---|---|---|---|
MAPbBr3 | 2.21 eV 570 nm | 115 (TOF) 20–60 (Hall) 38 (SCLC). | τs = 41 ns τb = 457 ns (PL). | 5 × 109 u 5 × 1010 p | U 3 ti' 17 μm | 5,8 × 109 |