ДСК гибридных органо-неорганических перовскитов

Такие отклонения возможны при протекании в образце процессов, связанных с выделением или поглощением теплоты (химических реакций, фазовых переходов первого рода) или с резким изменением теплоемкости образца (стеклование, фазовые переходы второго рода).Для описания какого-либо пика на кривой ДСКможно использоватьтри характеристические температуры (рис. 17). Начальная и конечная температура соответствуют пересечению экстраполированной в область пика базовой линии (виртуальной линии, проведенной через интервал, в котором протекает реакция или фазовый переход в предположении, что теплота процесса равна нулю).

и касательных, проведенных через точку перегиба. Температуру фазового перехода первого рода определяют через Tonset, поскольку температура экстремума на кривой в большей степени зависит от конструкции прибора и условий эксперимента. Время, необходимое для завершения фазового перехода в образце, зависит от:1свойств образца и тигля (теплопроводность, теплоемкость, количество вещества).Рис. 17. Характеристика пика на кривой ДСК2скорости изменения температуры в ячейке (одно и то же время перехода растягивается на разные температурные интервалы).

3природы и скорости потока газа, температуры фазового перехода (тепловые утечки замедляют процесс «накапливания» образцом необходимого для фазового перехода количества энергии) и др. Технические характеристики прибора:

Температурный диапазон: 12 0900K;Cкорость нагрева/охлаждения: 0,1 100 K/мин;Погрешность температурной шкалы: 0,2K (In);Погрешность измерения теплоемкости: 2%;Возможность работы с образцами массой ~1 мг;Возможность обдува измерительной ячейки инертным газом.

2.2 Используемые реактивы.

Для приготовления метиламмония иодида CH3NH3I было взято рассчитанные количестваметиламмония иодида (CH3NH3I) и иодида свинца (РbI2 99%), которые предварительно растворялись в 2 мл N, N-диметилформамида (далее ДМФ) (C3H7NO) (SigmaAldrich, степень чистоты > 99%). Раствор перемешивался в течении 12часов при.

Т=60 °С в инертной атмосфере (Ar). Для нанесения раствора метиламмония иодида CH3NH3Iиспользовали стеклянные подложки размером 1,54,5 см, которые подвергались предварительной обработке. Так, подложки промывались проточной водой с моющим средством, затем дистиллированной водой обрабатывались в ультразвуковой ванне в течении 20 минут при.

Т=25 °С.После этого, подложки подвергались промывке в деионизированной водой и просушке при н.у. до полного удаления влаги. Высушенные подложки обрабатывали изопропаноломс целью обезжиривания их поверхности. Определение оптимальных условий формирования пленок перовскита осуществлялось изменением соотношения концентраций исходных растворов метиламмония иодида и ДМФ от 1:1 до 1:

10. 2.3 Приготовление растворов.

Массовые соотношения исходных компонентов, которые использовались при нанесении на подложку в ходе создания экспериментальных образцов, представлены в таблице 2. Массы компонентов рассчитывались исходя из общей массы, принятой равной 1,552 г. Таблица 2. Массы исходных компонентов в зависимости от их массового соотношения.

Масса компо-нентов, гМассовые соотношения компонентов CH3NH3I: РbI21:11:21:31:41:51:61:71:81:91:10CH3NH3I0,7760,5170,3880,3100,2590,2220,1940,1720,1550,141РbI20,7761,0351,1641,2421,2931,3301,3581,3801,3971,411Объектами исследования являются раствор диметилформамида и раствор полученного перовскита метиламмония иодида CH3NH3I, а также полученные перовскитные структуры на основе CH3NH3Iна стеклянной подложке с разным соотношением исходных компонентов. В [4] показано, что в зависимости от концентрации исходных компонентов концентрация получаемого целевого продукта различается, но, тем не менее, во всех случаях варьирования формируется заданный ГОНП (рис.

18).Рис. 18. ИК-спектры стекла и пленок, полученных при разной концентрации реагентов.

Для изучения спектров были сняты ИК-спектры отражения очищенного стекла, исходного вещества на стекле и вещества с соотношение концентрации 1:1 и 1:

8. Ярко выраженные пики в диапазоне 2250−2500 см-1 (фиолетовая линия) относятся к используемому стеклу. Из спектров следует, что в пленках органо-неорганических перовскитов отсутствует растворитель ДМФ, что свидетельствует о его полном испарении при отжиге. При уменьшении концентрации метиламмония иодида, нанесенного на стеклянную подложку, уменьшается интенсивность спектров валентногоколебания в диапазоне 3100−3200 см-1, где проявляются валентные колебания в NH4+, а также валентные колебания СН-группы.Выводы.

Таким образом, анализ литературных данных показывает необходимость и актуальность изучения термических свойств перовскитных соединений, поскольку именно эти свойства обусловливают их уникальность и широкие возможности практического применения, в том числе и при производстве ФЭП. Особенно важным представляется более глубокоеизучение термических свойств тонких пленок перовскита, а также исследование явления гистерезиса, возникающего при многократных фазовых переходах, методом ДСК. Получение тонких пленок ГОНП возможно с использованием однои двухстадийных методов синтеза из растворов и паровой депозиции. Хотя, методы паровой депозиции открывают возможность получения мульти-переходных тонких пленок большой площади, приводят к более однородным слоям с меньшей вариацией толщины, чем для слоев, получаемых из растворов, снижают потребность в растворителях и уменьшают их отходы, а формирование пленок из растворов более дешево, тем не менее, при этом возникают дополнительные проблемы с оптимизацией консистенции наносимого раствора и однородности слоев по толщине. В то же время, оба метода могут привести к планарным тонкопленочным слоям или использоваться для формирования мезоскопических конструкций при покрытии каркаса на основе оксида металла. Оба процесса являются перспективными с точки зрения масштабирования технологий. В настоящей работе будем использовать методику одностадийного нанесения из раствора прекурсоров, поскольку он довольно прост в исполнении и дает хорошие результаты. Список использованной литературы.

Воронов, В. Н. Ионная подвижность и свойства соединений ABX3 типа перовскита / В. Н. Воронов // Препринит № ОООФ. -.

Красноярск: Институт физики СО РАН. − 2006. − 64 с. //.

http://test.kirensky.ru/zdoc/vvn_preprint.pdfBabel D. S tructure and bonding // Structural Chemistry of Octahedral Fluorocomplexes of the Transition Elements. B erlin-Heidelberg-New York: SpringerVerlag, 1967. V.

3. P. 1−87; Babel D., Tressaud A. C rystal Chemistry of Fluorides // Inorganic Solid Fluorides.

L ondon: AcademicPress, 1985. P. 77−203. Воронов В. Н., Александров К. С. Роль стерических факторов в процес-сах ионной подвижности в соединениях с перовскитоподобной структурой // ФТТ.

1985. T. 27, N. 7.

C. 1968;1976.

Кинев В.А., Виноградов И. И., Резепов П. С., Зеленяк Т. Ю. Синтез и исследования фотоэлектрических преобразователей на основе гибридных органо-неорганических перовскитов метиламмоний иодида свинца// Материалы VIII Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум» URL:

http://www.scienceforum.ru/2016/1654/20 212.

Гладышев П.П., Юшанхай В. Ю., Сюракшина Л. А. Гибридные органо-неорганические перовскитные структуры и фотоэлектрические преобразователи на их основе: физические и химические проблемы / Органические и гибридные наноматериалы: получение и перспективы применения: Монография (под редакцией В. Ф. Разумова и М.В. Клюева). — Иваново: Иван. Гос. ун-т, 2015. -.

676 с. — С. 426 — 556.WellerM. T., W.

eberO. J, H enryP.F., Di Pumpo A.M., HansenT. C. C omplete structure and cation orientation in the perovskite photovoltaic methylammonium lead iodide between 100 and 352 K // Chem. C.

ommun. — 2015. — V ol. 51.

— P. 4180−4183. A bid H., T rigui A., Mlayah A., Hlil E.K., Abid Y. P.

hase transition in organic-inorganic perovskite (C9Hi9NH3)2 PbI2Br2 of long-chain alkylammonium // Results in Physics. — 2012. — N 2. — P. 71−76.Venkauraman NV.

B hagyalakshmt S, Vasudevan S. S eshadn R. Phys Chem Phys 2002:

4:

4553.Venkauraman NV. Barman S. Vasudevan S. Seshadn R. Chem Phys Len 2002:

358:

139.Ishihara T. Takahashi J. Goto T. Phys Rev В1990:

42:

11 099.Frisch MJ, Truuck GW. S chlegel HB. S cuseria GE. R.

obb MA. C heeseman JR. et al.

Gaussian 98 Revision A.

5. Gaussian: Pittsburgh. 1998.AbidН. S amet A. D.

ammakТ. M layah A. H lilЕК.

A bid Y. J Lumin 2011:

131:

1753.Baikie T., Fang Y., Kadro J. M., S chreyer M. S ynthesis and crystal chemistry of the hybrid perovskite CH3NH3PbI3 for solid-state sensitized solar cell applications // J. M.

ater. C hem. A. — 2013. — V. 1.

— Р. 5628.J. H. I m, C. R. L ee, J. W. L.

ee, S. W. P ark, N. G. P ark / Nanoscale — 2011. — V.

ol. 3. — P. 4088−4093.I. P. S wainson, M.

G. T ucker, D. J. W ilson, B. W.

inkler, V. M ilman / Chem. M ater. — 2007.

V ol. 19. — P. 2401−2405.

Кинев В.А., Резепов П. С., Моржухин А. М. Исследование термических свойств тонких пленок гибридного органо-неорганического перовскита трийодидаметиламмония свинца методом дифференциальной сканирующей калориметрии// Материалы IX Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум» — URL.

https://www.scienceforum.ru/2017/2557/31 215.Burschka J., Pellet N., Moon S.-J., Humphry-Baker R., Gao P., Nazeeruddin M.K., Gräetzel M. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells //Nature. 2013. Vol. 499. P. 316−319.Д. С. Нефёдова, Е. В. Николаева, А. С. Поплавной, Т. П. Федорова Особенности структуры и физических свойств некоторых суперионных кристаллов // Вестник Кем.

ГУ 2013 № 3 (55) Т. 3, с. 22 — 30. //.

http://vestnik.kemsu.ru/Content/journals/201 333/22−30_Nefyodova.pdf.Воронов, В. Н. Ионная подвижность и свойства соединений ABX3 типа перовскита / В. Н. Воронов // Препринит № ОООФ.

— Красноярск: Институт физики СО РАН. − 2006. − 64 с. Иванов-Шиц, А. Ионика твердого тела: в 2 т.

/ А. Иванов-Шиц, И. В.

Мурин. — Т. 2. -.

СПб.: Изд-во С. — Петерб. ун-та, 2010. −.

1000 с. Поплавной, А. С. Механизмы суперионного переноса в кристаллах / А. С. Поплавной. — Кемерово: Изд.

Кем.

ГУ. − 2009. −.

182 с. M adden, P. A. O rdering of the Silver ions in α-AgI: A mechanism for the α→β phase transition / P. A. M adden, K.

F. O&# 39;Sullivan, G Chiarotti // Phys. R ev. B. − 1992. − V. 45.

− № 18. − P. 10 206 — 10 212. Mitzi D.B. Synthesis, Structure, and Properties of Organic-Inorganic Perovskites and Related materials // Progr. I.

norg. C hem. 1999. — Vol.

48. — P. 1−119.Jeon N. J., N oh J. H., Y.

oung C., W oon S. Y., S eungchan R. and Sang I. S. S olvent Engineering for High-performance Inorganic-organic Hybrid Perovskite Solar Cells // Nature Materials.

2014. V ol. 13. P. 897−903.Chen Q., Zhou H., Hong Z., Luo S., Duan H.-S., Wang H.-H., Liu Y., Li G., and Yang Y. P lanar HeterojunctionPerovskite Solar Cells via Vapor-Assisted Solution Process // J.

A m. C hem.

S oc. 2014. V ol.

136. P. 622−625.Jeong-Hyeok I., Hui-Seon K. M orphology-photovoltaic property correlation inperovskite solar cells: One-step versus two-step deposition of CH3NH3PbI3 // APL Materials2014.

№ 2. P. 81 503−1 — 81 503−5Poglitsch and D. W eber / J. C.

hem. P hys. — 1987.

— V ol. 87. — P. 6373−6378.R. Vincent, K. N. R.

obertson, T. S. C ameron, K. O svald / Can.

J. C hem. — 1987. — V ol.

65. — P. 1042−1046.Liang K. N., M itzi D. B.,.

and Prikas M. T. S ynthesis and characterization of organic-inorganic perovskite thin films prepared using a versatile two-step dipping technique //Chem. M ater.

1998. V ol. 10, P. 403−411.Saliba M., Tan K., Sai H., Moore D. T., S cott T., Zhang W., Estroff L.A., Wiesner U., Snaith H. J. I.

nfluence of Thermal Processing Protocol upon the Crystallization and Photovoltaic Performance of Organic-Inorganic Lead TrihalidePerovskites // J. P hys. C hem. C. 2014.

V ol. 118 (30). P. 17 171−17 177.

Миличко, В. А. Солнечная фотовольтаика: современное состояние и тенденции развития / В. А. Миличко, А. С. Шалин, И. С. Мухин, А. Э. Ковров, А. А. Красилин, А. В. Виноградов, П. А. Белов. К. Р. Симовский // Успехи физ.

наук. Обзоры актуальных проблем. — 2016. — Т.

186. № 8. -.

С. 801−853.Shen Q. et al. // E ur.

J. C hem. P hys. P.

hys. C hem. — 2014. — V.

ol. 15. — P. 1062. Stranks S. D.

et al. // S cience. — 2013. — P. 342−344.Wehrenfennig C. et al.

// A dv. M ater. — 2013. Vol.

26. — P. 1584.