Regulación del proceso de cristalización de perovskita basado en ingeniería de antisolvente verde y su mecanismo

LIU Zhijun ,  

YANG Ping ,  

KANG Tianli ,  

LIU Fengxia ,  

XU Xiaofei ,  

LI Zhiyi ,  

WEI Wei ,  

摘要

El acetato de etilo (Ethyl acetate, EA) se utiliza comúnmente como antisolvente verde para preparar películas de perovskita, pero su alta polaridad provoca una tasa de extracción excesivamente rápida, dificultando el control de la nucleación y el proceso de cristalización. En este trabajo, se ajusta la tasa de extracción del antisolvente añadiendo n-hexano (n-hexane, Hex) al EA para controlar la sobresaturación de la solución y alcanzar un equilibrio dinámico en el proceso de nucleación y crecimiento cristalino; al mismo tiempo, se utiliza el software Materials Studio para realizar simulaciones de dinámica molecular del sistema solvente-antisolvente y calcular cuantitativamente su energía de interacción. Los experimentos muestran que las películas de perovskita preparadas con un antisolvente mixto que contiene un 60% de N-Hex (fracción molar de Hex en el antisolvente del 60%) tienen un tamaño promedio de grano de 249 nm, un 17% y un 71% mayores que las películas preparadas con EA puro y Hex puro respectivamente; la vida útil de los portadores es de 225 ns, un 27% y un 45% mayor que las películas preparadas con EA puro y Hex puro; además, estas películas presentan una orientación preferente en el plano cristalino (110). Los cálculos de dinámica molecular indican que cuando la fuerza de interacción solvente-antisolvente es de 1385 kJ/mol, se obtiene la película de perovskita óptima.

关键词

perovskita;verde;ingeniería de antisolvente;dinámica molecular

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