Control del proceso de cristalización de perovskita basado en la ingeniería de antisolventes verdes 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 usa comúnmente como antisolvente verde para preparar películas de perovskita, pero la alta polaridad provoca una extracción demasiado rápida, dificultando el control del proceso de nucleación y cristalización. En este estudio, se reguló la velocidad de extracción del antisolvente añadiendo n-hexano (n-hexane, Hex) al EA, controlando así la sobresaturación de la solución para lograr un equilibrio dinámico en los procesos de nucleación y crecimiento de cristales; simultáneamente, se utilizó el software Materials Studio para realizar simulaciones de dinámica molecular del sistema solvente-antisolvente y calcular cuantitativamente la energía de interacción. Los experimentos mostraron que las películas de perovskita preparadas con un antisolvente mixto con 60% N-Hex (fracción molar de Hex en el antisolvente del 60%) tenían un tamaño promedio de grano de 249 nm, un aumento del 17% y 71% en comparación con películas preparadas con EA puro y Hex puro respectivamente; la vida útil del portador fue de 225 ns, un aumento del 27% y 45% en comparación con las películas hechas con EA y Hex puros respectivamente; al mismo tiempo, dicha película tuvo una orientación preferente en la cara (110). Los cálculos de dinámica molecular del experimento mostraron que cuando la fuerza de interacción solvente-antisolvente es de 1 385 kJ/mol, se obtiene la mejor película de perovskita.

关键词

perovskita; verde; ingeniería de antisolventes; dinámica molecular

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