2019-04-13 07:52:01
研究人员发现了一种生产高性能电子薄膜的经济方法

密苏里科技研究院的研究人员发现了一种前所未有的经济方法,用于制造高性能无机薄膜或“外延”薄膜,用于制造柔性电子,LED和太阳能电池的半导体。

该研究发表于今天的科学文章“旋涂外延膜”。

“我们已经提出了一种以前从未做过的超级简单方法,使用商用旋涂机从溶液制造这些薄膜,”Donald L. Castleman博士/化学研究基金会发现教授Jay Switzer博士说。密苏里大学化学系。 “这是一种廉价且易于获取的单晶类材料,应具有优异的电子和光学性能。

“特别是,我们与钙钛矿材料高度有序的外延沉积物铯溴化铅(一种用于高效光伏太阳能电池的新型半导体)的工作,旨在提高用这种材料生产的太阳能电池的效率,”Switzer补充说。

外延是晶体或薄膜的生长,其取向由它们分层的结晶基质决定。当这些晶体的原子结构与其基板完美对齐时,最终结果是具有优异电子和光学性质的薄膜,可与更昂贵的单晶的属性相媲美。

到目前为止,旋涂主要用于制造平版印刷聚合物涂层或在基板上沉积有机半导体薄膜,但所得到的薄膜既可以是多晶的也可以是没有晶体结构的 - 不是外延的,具有当今所需的完美的完美水平。最先进的电子产品。

“我们已经学会了使用旋涂技术在各种无机基材上制备高度取向的薄膜和纳米晶体,”Switzer说。 “到目前为止,原子级完美的外延薄膜已经通过其他几种方法制成,其中一些非常昂贵且需要超高真空。”

这些方法包括分子束外延(MBE),化学气相沉积,液相外延,水热处理,化学浴沉积和电沉积。根据小企业创新研究(SBIR)计划,MBE机器的成本约为100万美元,大型生产系统的成本更高;而Switzer说,每台MBE机器必须只用于一种材料。其他外延方法受到高温和高压要求的限制。

在两年的时间里,研究小组表明,无机材料的外延薄膜,如碘化铅,氧化锌,氯化钠和钙钛矿晶体结构,可以通过简单地旋涂它们的溶液或前体来沉积在单晶或类似的基底上。

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