第六十二章 鈣鈦礦傳輸層
“吳菲菲學(xué)姐，可以給我介紹下你做的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域嗎？”
“可以啊，鈣鈦礦材料，是一類分子通式為ABX3的物質(zhì)，”吳菲菲道：
“對(duì)于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，A常用的分子結(jié)構(gòu)為HNH2，分別簡(jiǎn)稱為。
B通常為鉛元素，X為鹵素元素，通常用碘元素，溶劑通常采用DMF。
最經(jīng)典的兩種鈣鈦礦材料的分子結(jié)構(gòu)就是I3，分別是用與碘化鉛混合制成。
這個(gè)領(lǐng)域現(xiàn)在主要問(wèn)題是鉛的毒性，以及器件在空氣或高濕度環(huán)境下的不穩(wěn)定性。”
“可以拿它們做有機(jī)光伏器件的傳輸層材料嗎？”許秋道。
“從溶劑的角度上來(lái)看，是可行的，因?yàn)樾坑袡C(jī)器件的有效層溶液是氯仿、氯苯之類的，它們不能溶解鈣鈦礦材料。
但從光吸收角度來(lái)看，I3這兩種經(jīng)典鈣鈦礦材料恐怕不太合適。
因?yàn)椋@兩種分子主要是用來(lái)做有效層的，它們的禁帶寬度大概在1.5-1.7電子伏特，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有很好的光吸收性能。
要是做傳輸層的話，會(huì)造成射入到有效層的太陽(yáng)光強(qiáng)度減少，降低光電轉(zhuǎn)換效率。
我們常用的傳輸層材料，比如、氧化鋅等，通常都是禁帶寬度大于2電子伏特的材料。”吳菲菲道。
許秋想了一會(huì)兒，問(wèn)道：
“那有沒(méi)有辦法將鈣鈦礦材料的禁帶寬度，也提高到2電子伏特以上呢？”
“辦法是有的，修改A、B、X，均會(huì)對(duì)形成的鈣鈦礦材料的理化性質(zhì)造成影響，其中就包括改變禁帶寬度。”
吳菲菲在她的文件袋中翻出一篇文獻(xiàn)，遞給許秋，說(shuō)道：
“這樣吧，我給你一篇綜述，上面有近些年來(lái)報(bào)道的鈣鈦礦材料的理化性質(zhì)，你可以對(duì)照著篩選一下。”
“好的。”
……
許秋現(xiàn)在面臨的第一個(gè)問(wèn)題是，找到具有高禁帶寬度的鈣鈦礦材料。
對(duì)于半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，如果光子的能量低于其禁帶寬度，則無(wú)法被半導(dǎo)體吸收。
比如硅的禁帶寬度約為1.1-1.3電子伏特，那么只有超過(guò)1.1-1.3電子伏特能量的光子才能被硅吸收，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)小于1000納米內(nèi)的光。
因此，硅材料可以吸收部分紫外線、可見(jiàn)光（390-780納米）以及部分紅外線，幾乎完美的覆蓋了整個(gè)太陽(yáng)光譜，這也是硅電池光電轉(zhuǎn)換效率高的原因。
許秋翻閱文獻(xiàn)，上面列舉了一系列的鈣鈦礦材料，有禁帶寬度超過(guò)3.0的，也有接近1.0的，還有的材料有多個(gè)禁帶寬度值。
他仔細(xì)一看，原來(lái)是不同研究者采用的測(cè)試方法不同，分別用紫外光電子能譜、循環(huán)伏安法、光吸收邊換算等方法。
看來(lái)這禁帶寬度的數(shù)據(jù)也只能做為參考。
翻看了一會(huì)兒，他突然意識(shí)到一個(gè)問(wèn)題，得先看看實(shí)驗(yàn)室里有什么試劑啊。
不然，好不容易找到了合適的材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有，那不就尷尬了。
“吳菲菲，鈣鈦礦的藥品，我們都有什么啊？”許秋道。
“現(xiàn)在我常做的是兩種標(biāo)準(zhǔn)體系，就是和碘化鉛，至于其他的……”吳菲菲頓了頓，說(shuō)道：
“反正都放在我的盒子里，你找找看吧，我的盒子是一個(gè)半透明的樂(lè)扣盒，上面用記號(hào)筆標(biāo)有WFF。”
“好的。”
許秋做好防護(hù)措施，進(jìn)入手套箱。
他找到吳菲菲的專用試劑盒，里面裝有好多白色塑料瓶裝的藥品。
MAI和碘化鉛的瓶子有很多，看來(lái)這兩樣是她最常用的。
翻了半天，許秋只找到兩種對(duì)他有用的藥品，氯化鉛和溴化鉛，可以將它們兩個(gè)與兩兩混合。
從而得到四種鈣鈦礦材料，分別是Cl3。
許秋旋開(kāi)氯化鉛和溴化鉛試劑瓶的瓶蓋，確認(rèn)里面都有藥品，然后將它們放了回去。
接著他離開(kāi)手套箱，找吳菲菲拿到配方：
10%總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MAI和碘化鉛等當(dāng)量混合，溶于DMF溶劑，溶液攪拌均勻后，以3000r.p.m.的轉(zhuǎn)速，旋涂30秒。
當(dāng)然這是MAPbI3的配方，只能參考。
許秋仿造她的配方，也用10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)為條件，計(jì)算好了四種溶液中的物料配比。
然后，他再次返回手套箱，配了四種鈣鈦礦溶液各1毫升。
此外，因?yàn)橹芭涞挠行尤芤簳r(shí)隔太久，已經(jīng)不確定是否還能用了，所以他也配了最優(yōu)條件下的[溶液。
……
待溶液溶解后，許秋取來(lái)干凈的玻璃片，決定先嘗試一下鈣鈦礦溶液的旋涂。
第一片，他放好基片，滴加溶液，開(kāi)始旋涂。
勻膠機(jī)停下，他用鑷子取下基片，發(fā)現(xiàn)上面的薄膜形貌并不好，表面是霧蒙蒙的，感覺(jué)像是結(jié)了一層白霜。
第二片，他換了一種溶液，仍然是同樣的情況。
繼續(xù)換了另外兩種溶液，依然會(huì)出現(xiàn)白霧。
這是怎么回事呢？
涂出來(lái)的薄膜，看著就不對(duì)啊。
至少，要得到透明的薄膜才行。
許秋毫無(wú)鈣鈦礦旋涂經(jīng)驗(yàn)，他只好喊來(lái)吳菲菲。
她看過(guò)基片后，說(shuō)道：
“你可以嘗試一下反溶劑法，在旋涂過(guò)后，滴加反溶劑甲苯，使鈣鈦礦材料快速結(jié)晶，有可能可以改善薄膜形貌。
不過(guò)這種方法比較考驗(yàn)時(shí)機(jī)，需要摸索一下條件，而且不同體系的最佳條件也可能不同。
我的MAPbI3體系，一般做的話是在開(kāi)始旋涂后，在心中從1默念至5，然后迅速在基片上滴加甲苯。”
“好的，我試試看。”許秋道。
這時(shí)，他突然想到，能不能復(fù)制吳菲菲的技能呢？
“系統(tǒng)，吳菲菲的技能可以復(fù)制嗎？”
【可以。】
【檢測(cè)到溶液配制技能，是否進(jìn)行記錄？】
【檢測(cè)到旋涂技能，是否進(jìn)行記錄？】
……
許秋被一連串的系統(tǒng)提示弄懵了，問(wèn)道：
“記錄之后，會(huì)覆蓋原本陳婉清的技能嗎？”
【分為兩類情況，對(duì)于無(wú)差異性的技能，如清洗基片等，會(huì)覆蓋；對(duì)于有差異性的技能，如旋涂等，不會(huì)覆蓋，將分別記錄。】
“明白了，有差異性的技能，均記錄。”
【記錄完成。】
“那無(wú)差異性的技能，可以保留兩人中熟練度的最高的那個(gè)嗎？”
【可以，記錄完成。】
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