2.2.2 .Tổng hợp perovskite theophương pháp hóahọc
2.2.3. Tổnghợp perovskite bằng phươngpháp vật lý
Hình 2.2. Hình minh họa phủ quay một lần, một lần kết hợp nhúng và phủ quay hai lần[15, 16, 17, 21]
2.2.3.1. Phủ quay một lần
Chuẩn bị dung dịch:
Trộn 2.305 g PbI2, tương ứng với 0.005 mol và 0.795 g CH3NH3I, tương ứng với 0.005 mol trong 5 ml dung môi DMA,khuấy từ ở 70oC trong khoảng 1,5 tiếng thu được dung dịch (PbI2 + CH3NH3I) 1M.
Chuẩn bị kính phủ quay:
Đế kính kích thước 1.5 cm x1.5 cm được rửa bằng nước cất, ngâm piranha (hỗn hợp H2SO4 và H2O2 theo tỉ lệ 1: 3),sau đó rửa lại bằng acetone, IPA,và thổi khơ bằng khí N2.
Tiến hành phủ quay:
Cài đặt điều kiện phủ quay:
Giai đoạn 1: tốc độ quay 2000 rpm,gia tốc 500 rpm/s,thời gian 30 s Giai đoạn 2: tốc độ quay 4000rpm,thời gian 90 s
Thao tác phủ quay:
Cách 1: 20÷40 μl(microlit)dung dịch (PbI2 + CH3NH3I) 1M được nhỏ lên bề mặt đế kính (trước khi quay) và phủ quay với chế độ đã thiết lập như trên, sau đó sấy 30 phút trên hotplate ở nhiệt độ 70 oC. Màng mỏng thu được trên đế kính được bảo vệ bằng cách kẹp thêm một lớp kính sạch và bảo quản ở nhiệt độ phịng trong mơi trường khí N2.
Cách 2: 20÷40 μl dung dịch (PbI2 + CH3NH3I) 1M được nhỏ lên bề mặt đế kính ở giai đoạn 2 của phủ quay với chế độ đã thiết lập như trên, sau đó sấy 30 phút trên hotplate ở nhiệt độ 70 oC. Màng mỏng thu được trên đế kính được bảo vệ bằng cách kẹp thêm một lớp kính sạch và bảo quản ở nhiệt độ phịng trong mơi trường khí N2.
2.2.3.2. Phủ quay một lần kết hợp nhúng
Chuẩn bị dung dịch:
Chuẩn bị dung dich PbI2nồng độ 1÷1.1 M bằng cách hịa tan0.921 g trong vòng 90 đến 120 phút bằng 2ml dung môi DMF,khuấy từ ở điều kiện 70oC
Chuẩn bị dung dịch CH3NH3Br 0.05M bằng cáchhòa tan0.56 g CH3NH3Br trong 100ml dung môi IPA, khuấy từ ở điều kiện 70oC trong vòng 60 phút
Chuẩn bị dung dịch CH3NH3I 0.05M bằng cách hòa tan0.795 g CH3NH3I trong 100 ml dung môi IPA, khuấy từ ở điều kiện 70o
C trong vòng 90 phút.
Chuẩn bị dung dịch hỗn hợp CH3NH3Br và CH3NH3I bằng cách trộn 2 dung dịch trên theo tỷ lệ tương ứng (bảng5)(cũng có thể pha cách khác như trộn tinh thể CH3NH3Br và CH3NH3 theo tỉ lệ mol tương ứng, sau đó hịa tan vào dung mơi IPA).
Bảng5.Tỉ lệ thể tích CH3NH3Br:CH3NH3I trong quá trình pha dung dịch phủ quay Stt Tỉ lệ mol trong dung dịch
CH3NH3Br : CH3NH3I Thể tích dung dịch CH3NH3Br 0.05M Thể tích dung dịch CH3NH3I 0.05 M 1 0: 1 0 ml 40 ml 2 1:3 10 ml 30 ml 3 1:1 20ml 20ml 4 3:1 30 ml 10 ml
5 1:0 40ml 0 ml
Tiến hành thí nghiêm : Cài đặt điều kiện phủ quay:
Giai đoạn 1: tốc độ quay 2000 rpm, gia tốc 500 rpm/s, thời gian 30 s Giai đoạn 2: tốc độ quay 4000 rpm, thời gian 90 s
Giai đoạn 3: tốc độ quay 2000 rpm, gia tốc 500 rpm/s, thời gian 30 s Thao tác phủ quay:
Cách 1: 20÷40 μl PbI2 được nhỏ lên bề mặt đế kính (trước khi quay) và phủ quay với chế độ đã thiết lập như trên, sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệtphẳng ở nhiệt độ 70 oC. Đế kính đã phủ PbI2 được nhúng nhanh (~24 s), lần lượt vào các cốc chứa IPA(~2 s), dung dịch MX(~20 s), IPA (lần thứ 2) (~2 s), sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệt phẳng ở nhiệt độ 70 oC. Màng mỏng thu được trên đế kính được bảo vệ bằng cách kẹp thêm một lớp kính sạch và bảo quản ở nhiệt độ phịng trong mơi trường khí N2.
Cách 2: 20÷40 μl PbI2 được nhỏ lên bề mặt đế kính ở giai đoạn 2 khi phủ quay với chế độ đã thiết lập như trên, sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệt phẳng ở nhiệt độ 70 oC. Đế kính đã phủ PbI2 được nhúng nhanh (~24 s), lần lượt vào các cốc chứa IPA(~2 s), dung dịch MX(~20 s), IPA (lần thứ 2) (~2 s), sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệt phẳng ở nhiệt độ 70 oC. Màng mỏng thu được trên đế kính được bảo vệ bằng cách kẹp thêm một lớp kính sạch và bảo quản ở nhiệt độ phịng trong mơi trường khí N2.
Cách 3: Hiệu chỉnh máy trong vòng thời gian 30 s ở giai đoạn 2 và thực hiện
thao tác như cách 2.
2.2.3.3. Phủ quay hai lần
Tiến hành thí nghiêm : Cài đặt điều kiện phủ quay:
Giai đoạn 1: tốc độ quay 2000 rpm, gia tốc 500 rpm/s, thời gian 90 s Giai đoạn 2: tốc độ quay 4000rpm, thời gian 90 s
Thao tác phủ quay:
Cách 1: 20÷40 μl (microlit) PbI2 được nhỏ lên bề mặt đế kính ở giai đoạn 2 khi phủ quay với chế độ đã thiết lập như trên, sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệt phẳng ở nhiệt độ 70 oC. Đế kính đã phủ PbI2 được phủ quay liên tiếp, lần lượt 20÷40 μl IPA (~2 s), dung dịch 20÷40 μl MX (~20 s), 20÷40 μl IPA (lần thứ 2) (~2 s), sau đó sấy 30 phút trên bếp gia nhiệt phẳng ở nhiệt độ 70 oC. Màng mỏng thu được trên đế kính được bảo vệ bằng cách kẹp thêm một lớp kính sạch và bảo quản ở nhiệt độ phịng trong mơi trường khí N2.