Contrôle du processus de cristallisation des pérovskites basé sur l'ingénierie des anti-solvants écologiques et son mécanisme

LIU Zhijun ,  

YANG Ping ,  

KANG Tianli ,  

LIU Fengxia ,  

XU Xiaofei ,  

LI Zhiyi ,  

WEI Wei ,  

摘要

L'acétate d'éthyle (Ethyl acetate, EA) est souvent utilisé comme anti-solvant écologique pour préparer des films de pérovskite, mais une polarité élevée entraîne une extraction trop rapide, rendant difficile le contrôle de la nucléation et de la cristallisation des cristaux. Cet article régule la vitesse d'extraction de l'anti-solvant en ajoutant du n-hexane (n-hexane, Hex) à l'EA, contrôlant ainsi la sursaturation de la solution pour atteindre un équilibre dynamique entre la nucléation et la croissance des cristaux ; parallèlement, le logiciel Materials Studio est utilisé pour simuler la dynamique moléculaire du système solvant-anti-solvant et calculer quantitativement leur énergie d'interaction. Les expériences montrent que le film de pérovskite préparé avec un anti-solvant mixte contenant 60% de N-Hex (fraction molaire de Hex dans l'anti-solvant à 60%) présente une taille moyenne de grains de 249 nm, supérieure de 17% et 71% à celles préparées avec EA pur et Hex pur respectivement ; la durée de vie des porteurs est de 225 ns, soit une augmentation de 27% et 45% par rapport aux films préparés avec EA et Hex purs ; en même temps, le film présente une orientation préférentielle sur la face (110). Les calculs de dynamique moléculaire montrent que lorsque la force d'interaction solvant-anti-solvant est de 1 385 kJ/mol, le film de pérovskite optimal est obtenu.

关键词

pérovski; écologique; ingénierie des anti-solvants; dynamique moléculaire

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