Controle do processo de cristalização de perovskita com base na engenharia de antissolvente verde e seu mecanismo

LIU Zhijun ,  

YANG Ping ,  

KANG Tianli ,  

LIU Fengxia ,  

XU Xiaofei ,  

LI Zhiyi ,  

WEI Wei ,  

摘要

O acetato de etila (Ethyl acetate, EA) é frequentemente usado como antissolvente verde para preparar filmes de perovskita, mas a alta polaridade causa uma taxa de extração muito rápida, dificultando o controle dos processos de nucleação e cristalização. Este trabalho regula a taxa de extração do antissolvente adicionando n-hexano (n-hexane, Hex) ao EA, controlando assim a supersaturação da solução para alcançar um equilíbrio dinâmico entre os processos de nucleação e crescimento cristalino; simultaneamente, o software Materials Studio foi usado para realizar simulações de dinâmica molecular do sistema solvente-antissolvente e calcular quantitativamente a energia de interação. Os experimentos mostraram que os filmes de perovskita preparados com antissolvente misto contendo 60% de N-Hex (fração molar de Hex no antissolvente de 60%) tinham um tamanho médio de grão de 249 nm, representando aumentos de 17% e 71% respectivamente em comparação com filmes preparados com EA puro e Hex puro; a vida útil dos portadores foi de 225 ns, um aumento de 27% e 45% respectivamente em relação aos filmes feitos com EA e Hex puros; ao mesmo tempo, o filme apresentou orientação preferencial no plano cristalino (110). Os cálculos de dinâmica molecular do experimento indicam que, quando a força de interação solvente-antissolvente é de 1 385 kJ/mol, obtém-se o melhor filme de perovskita.

关键词

perovskita; verde; engenharia de antissolvente; dinâmica molecular

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