1. Preparazione della soluzione precursore:
- Preparare una soluzione precursore contenente i componenti organici e inorganici necessari per la formazione della perovskite.
- Tipicamente, ciò comporta la dissoluzione degli alogenuri di piombo (ad esempio PbI2) e dei sali di alogenuri organici (ad esempio ioduro di metilammonio) in un solvente adatto, come dimetilformammide (DMF) o dimetilsolfossido (DMSO).
- Possono essere aggiunti anche additivi, come basi di Lewis o droganti, per modificare le proprietà del film.
2. Deposizione del film:
- Il rivestimento a rotazione è comunemente usato per depositare film di perovskite.
- La soluzione del precursore viene fatta cadere su un substrato (ad esempio, vetro o ossido di stagno drogato con fluoro) e centrifugata ad alta velocità (tipicamente intorno a 1000-6000 giri al minuto) per diffondere la soluzione e rimuovere il solvente in eccesso.
3. Ricottura termica:
- Dopo la deposizione, il film subisce un processo di ricottura termica.
- Il film viene riscaldato a una temperatura controllata (tipicamente tra 100 e 300 °C) per una durata specifica (da diversi minuti a ore) per indurre la cristallizzazione e la formazione della fase.
- La ricottura promuove la crescita di cristalli di perovskite più grandi e più ordinati.
4. Additivi e droganti:
- È possibile incorporare additivi e droganti nella soluzione del precursore per modificare le proprietà del film.
- Le basi di Lewis, come la 4-tert-butilpiridina (tBP), possono aiutare a controllare la crescita dei cristalli e migliorare la morfologia della pellicola.
- I droganti, come il litio o il cesio, possono migliorare il trasporto dei portatori di carica e ridurre i difetti.
5. Ottimizzazione:
- Le condizioni di deposizione e ricottura, nonché la composizione della soluzione precursore, possono essere ottimizzate per ottenere le proprietà del film desiderate.
- Fattori quali il tipo di solvente, la concentrazione, la temperatura di ricottura e la durata devono essere attentamente controllati.
6. Caratterizzazione:
- Il film di perovskite risultante può essere caratterizzato utilizzando tecniche come la diffrazione di raggi X (XRD) per valutarne la cristallinità, la microscopia elettronica a scansione (SEM) per esaminarne la morfologia e la spettroscopia di fotoluminescenza (PL) per valutarne le proprietà ottiche.
Seguendo questi passaggi e ottimizzando il processo di fabbricazione, è possibile ottenere film di perovskite organico-inorganico altamente cristallini da utilizzare in celle solari di perovskite efficienti e stabili.
