Патенты автора Тарасов Алексей Борисович (RU)
Изобретение относится к области материаловедения, а именно к способу получения плёнки органо-неорганического комплексного галогенида с перовскитоподобной структурой. Указанная пленка может быть использована для производства полупроводниковых устройств. На первой стадии проводят формирование слоя реагента B или B' в виде пленки на верхнем слое подложки, выполненном из материала, инертного по отношению к реагентам B или B', AX и X2. На второй стадии осуществляют приведение поверхности слоя реагента B или B' во взаимодействие с реагентами AX и X2. На третьей стадии обеспечивают протекание реакционной конверсии нанесённых реагентов. Для осуществления второй стадии подложку с упомянутой пленкой погружают в раствор смеси реагентов AX и X2 в органическом растворителе. Выдерживают до завершения реакционной конверсии с обеспечением протекания реакции B + AX + X2 → AnBX(nz+k) илиB' + AX + X2 → AnBX(nz+k) + Y'. При этом В – представляет собой металл, B' – оксид или соль В, AX – галогенид, Х2 – молекулярный галоген, А – представляет собой органический катион или смесь органических и неорганических катионов. AnBX(nz+k) – представляет собой органо-неорганический комплексный галогенид (ОНКГ), Y' – побочный продукт реакции, z = 1, 2; k = 2, 3, 4; 0<n≤4, включая нецелочисленные значения n. Обеспечивается повышение однородности получаемых пленок органо-неорганических комплексных галогенидов за счет уменьшения количества сквозных отверстий и снижения шероховатости поверхности пленок, что способствует повышению эффективности пленок при их использовании в качестве светопоглощающего материала в тонкопленочных солнечных элементах. 14 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области материаловедения, а именно, к технологии получения плёнок кристаллических материалов на основе комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой, которые могут быть использованы для производства полупроводниковых (солнечные элементы) и оптоэлектронных (светоизлучающих) устройств. Способ включает следующие стадии: I) формирование слоя реагента B или B' на подложке-носителе, имеющей верхний слой, выполненный из материала, инертного по отношению к реагентам B или B', AX и X2; II) нанесение реагентов AX и X2 на поверхность слоя реагента B или B'; III) обеспечение протекания реакционной конверсии нанесённых реагентов с получением органо-неорганического комплексного галогенида (ОНКГ), при этом В представляет собой металл Pb, Sn, Bi, Cu или их смесь, B' представляет собой галогенид, халькогенид, нитрат, карбонат или оксид В, AX – представляет собой органический или неорганический галогенид, где в качестве компонента А используют неорганические, органические катионы, а также их смеси, а Х2 представляет собой один из молекулярных галогенов I2, Br2, Сl2 или их смесь, при этом на стадии III) подложку с нанесенными на стадиях I) и II) реагентами помещают в реакционную камеру для управления скоростью удаления реагентов на время, обеспечивающее протекание полной, более 90% химической конверсии реагента B или B', при этом максимальное расстояние h от подложки до верхней границы камеры не превышает 0,8 мм. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в обеспечении возможности протекания полной реакции между прекурсорами без использования дополнительной стадии подачи реагента (галогена) за счет контроля скорости удаления реагентов из системы в ходе синтеза, благодаря чему заявляемое техническое решение позволяет получить плёнки с оптимальной морфологией (сниженное количество сквозных отверстий в пленке) и оптимальным фазовым составом (отсутствие примесей), а также в увеличении среднего размера кристаллитов в пленке и времени жизни фотоиндуцированных носителей заряда, что способствует увеличению КПД фотовольтаических устройств на основе таких пленок. 19 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр., 5 ил.
Изобретение относится к технологии получения монокристаллов из растворов за счет химического превращения растворителя. Способ получения монокристаллов органо-неорганического комплексного галогенида (ОНКГ) состава AnBX(nz+k), где z = 1-2, k = 2-4, 0<n≤4, включает: А) приготовление растворной композиции, содержащей по меньшей мере, один полярный растворитель (S), растворимость ОНКГ в котором равна (С, T1); реагент (М), взятый в количестве, обеспечивающем мольное соотношение M/S от 0,05 до 15, для химической реакции с растворителем S, продуктом которой является по меньшей мере одно газообразное или жидкофазное соединение, или их смесь (S1), растворимость ОНКГ в котором равна (C1, T1), где C1<C; компоненты ОНКГ, в качестве которых используют органический катион Az+ или неорганический катион, выбранный из катионов аммония (NH4+), цезия (Cs+) или рубидия (Rb+) или их смесь; поливалентный катион металла Bk+; галогенид или псевдогалогенид ион X-, при этом в растворной композиции концентрация [Az+] составляет от 0.1 М до 7М, концентрация [Bk+] составляет от 0.1М до 3.5М, концентрация [X-] составляет от 0.2М до 10 М, а растворная композиция имеет концентрацию ОНКГ, равную или меньшую растворимости ОНКГ (C1, T1) в растворе с данным соотношением M/S; Б) выдерживание полученной композиции при постоянной температуре Т1 до достижения химической конверсии по меньшей мере 10% S в S1, обеспечивающей формирование монокристаллов ОНКГ. Технический результат: снижение растворимости компонентов ОНКГ в растворе путем химической конверсии растворителя в продукт, не растворяющий или плохо растворяющий ОНКГ в растворной композиции, из которой проводят кристаллизацию, что способствует получению монокристаллов заданного химического состава. 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 пр., 7 ил.
Заявляемое изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам получения двухслойных структур, состоящих из светопоглощающего слоя галогенидного полупроводника состава АВХ3 и находящегося в контакте с ним слоя электропроводящего материала, для использования в качестве компонента фотоэлектрических устройств, в частности твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементов, а также оптоэлектронных и светоизлучающих устройств. Способ включает формирование на подложке-носителе равномерного слоя-М прекурсора компонента В, поверх которого формируют или наносят предварительно сформированный равномерный слой-N, содержащий электропроводящий компонент D или его прекурсор, и реакционные компоненты АХ или смесь АХ и Х2. Затем слои выдерживают в течение времени, обеспечивающего полное протекание реакции между прекурсором компонента В и реакционными компонентами слоя-N с образованием слоя целевого соединения АВХ3, в результате чего получают двухслойную светопоглощающую электропроводящую структуру. Упомянутая двухслойная светопоглощающая электропроводящая структура содержит слой светопоглощающего материала состава АВХ3, включающего компонент А в виде однозарядного катиона А+, выбранного из катионов метиламмония CH3NH3+, формамидиния (NH2)2CH+, гуанидиния C(NH2)3+, Cs+, Rb+ и их смесей, компонент В в виде поливалентного катиона, выбранного из Pb, Sn, Bi и их смесей, и компонент X в виде однозарядного аниона X-, выбранного из Cl-, Br-, I-, и примыкающий к нему электропроводящий слой, содержащий электропроводящий компонент D. Обеспечивается создание более простого, технологичного и экологичного способа формирования двухслойных структур с одновременным формированием слоя АВХ3 и транспортного (электрон-/дырочнопроводящего) слоя, что позволяет добиться взаимного проникновения материалов в области границы раздела слоев, обеспечивая увеличение площади эффективного контакта. 23 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.
Изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам получения пленки полупроводника на основе комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой, которая может быть использована в качестве светопоглощающего слоя в твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементах, а также для создания оптоэлектронных, в частности светоизлучающих устройств. Способ получения полупроводниковой пленки на основе комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой включает следующие стадии: а) формирование слоя прекурсора компонента В на подложке-носителе, б) нанесение слоя реагента на поверхность слоя прекурсора компонента В и в) обработка подложки-носителя с нанесенными слоями реагентом Х2 в течение времени, необходимого и достаточного для протекания полной реакционной конверсии нанесенных реагента и прекурсора компонента В. На стадии б) в качестве реагента используют реакционную композицию, содержащую смесь АХ и Х2 с молярным соотношением [Х2]/[АХ] в диапазоне 0<[Х2]/[АХ]<1. На стадии б) получают пленку, содержащую зародыши зерен фазы с перовскитоподобной структурой. В качестве компонента В используют поливалентный катион металла, выбранный из Pb, Sn, Bi и их смесей. В качестве реагента АХ используют соль, образованную катионом А+ и анионом X-, причем катион А+ представляет собой однозарядный органический или неорганический катион, выбранный из катионов метиламмония СН3NН3+, формамидиния (NH2)2CH+, гуанидиния C(NH2)3+, катионов NH4+, Cs+, Rb+, монозамещенных или дизамещенных, или тризамещенных, или тетразамещенных катионов аммония, и смесей указанных катионов. Анион X- представляет собой однозарядный анион, выбранный из Сl-, Вr-, I-, или псевдогалогенидный анион, или их смесь. В качестве реагента Х2 используют молекулярный галоген. Обеспечивается создание более простого и технологичного способа получения пленок полупроводников на основе комплексных галогенидов с перовскитоподобной структурой, в частности для их использования в качестве светопоглощающего слоя в перовскитных солнечных элементах и повышения их коэффициента полезного действия по сравнению с аналогами. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области материаловедения, а именно к технологии получения тонких пленок или контактных микропечатных планарных структур галогенидных полупроводников состава АВХ3, в том числе с органическими катионами, которые могут быть использованы в качестве светопоглощающего слоя в твердотельных, в том числе тонкопленочных, гибких или тандемных солнечных элементах или для создания светоизлучающих устройств. В способе получения тонкопленочных структур гибридных галогенидных полупроводников состава АВХ3, в состав которых входят компонент А в виде однозарядного катиона А+, выбранного из катионов метиламмония CH3NH3+, формамидиния (NH2)2CH+, гуанидиния C(NH2)3+, Cs+, Rb+, а также их смесей, компонент X в виде однозарядного аниона X-, выбранного из Cl-, Br-, I-, а также их смесей, и компонент B в виде поливалентного катиона, выбранного из Pb, Sn, Bi, а также их смесей, на поверхности вспомогательной подложки формируют технологический твердый жертвенный слой, представляющий собой композиционный материал, выполненный из полимерной матрицы с равномерно распределенным в ней компонентом АХ или смесью АХ и Х2, отдельно на подложке-носителе формируют равномерный слой прекурсора компонента В, приводят жертвенный слой в контакт со слоем прекурсора В и выдерживают в течение времени, обеспечивающем протекание полной реакционной конверсии слоя прекурсора компонента В при взаимодействии с прекурсорами АХ или смесью АХ и Х2 в слой состава АВХ3, после чего жертвенный слой удаляют. Технический результат заключается в упрощении и повышении технологичности процесса формирования тонкопленочных структур за счет использования реакционных компонентов в составе твердого слоя, а не в жидкой форме, а также в обеспечении возможности контролируемого нанесения компонентов АХ и Х2 за счет обеспечения диффузионного режима протекания реакции конверсии, что способствует улучшению воспроизводимости заявляемого способа. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.
Изобретение относится к технологии производства фотоэлектрических преобразователей. Способ формирования пленки перовскитоподобного материала с общей формулой АВХ3 включает нанесение на подложку слоя перовскитоподобного материала заранее заданной толщины, после чего на слой наносят галоген до достижения частичного или полного сжижения данного слоя, после чего полностью удаляют избыточный галоген из слоя АВХ3 с обеспечением постепенной кристаллизации перовскитоподобного материала на подложке с образованием зерен первоскитоподобного материала размера большего, чем в исходном слое. Изобретение обеспечивает возможность улучшения качества полупроводниковых пленок, увеличения размера зерен, улучшения электрических, фотоэлектрических свойств тонких пленок светопоглощающих материалов с перовскитоподобной структурой состава ABX3, а также улучшения физической структуры пленок без недопустимого изменения химического состава и свойств исходных пленок. 13 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способам получения светопоглощающего материала с перовскитоподобной структурой и может быть использовано для формирования светопоглощающего слоя при производстве фотоэлектрических преобразователей с обеспечением экономии материалов и повышения допустимых размеров преобразователей. Способ получения пленки светопоглощающего материала с перовскитоподобной структурой включает формирование на подложке равномерного слоя компонента В в виде пленки элементарного свинца Pb2+ , или олова Sn2+ , или их смеси, приготовление смеси из реагентов АХ и Х2, которые вступают в реакцию с компонентом В при заранее заданных условиях, и ингибитора реакции, который подавляет данную реакцию при упомянутых условиях. Затем наносят приготовленную смесь в количестве стехиометрическом или большем, чем стехиометрическое, на слой компонента В и удаляют ингибитор реакции из упомянутой смеси с обеспечением активирования химической реакции между смесью из упомянутых реагентов и компонентом В с образованием пленки перовскитоподобного материала. В качестве компонента А упомянутого реагента используют CH3NH3+, или (NH2)2CH+, или С(NH2)3+ , или Cs+ , или Rb+ , или их смесь, и в качестве компонента Х используют Сl-, или Вr-, или I-, или их смесь. Обеспечивается возможность формирования слоя перовскита с заданными микроструктурой и функциональными свойствами на поверхностях любого размера. 19 з.п. ф-лы.
Изобретение может быть использовано при получении фотокатализаторов различной формы на основе диоксида титана для фотокаталитической очистки воды и воздуха от органических соединений. Способ получения фотокаталитического диоксида титана TiO2 основывается на поверхностной модификации фазы рутила, полученной методом окислительного конструирования. В процессе двух последовательных гидротермальных синтезов верхний слой компактной рутильной керамики переводился в игольчатые кристаллы фазы титаната натрия посредством гидротермальной обработки в сильнощелочной среде (15 М NaOH) при 200°С 48 ч, с последующим переходом протонированной формы титаната натрия в нанотрубки фазы анатаза и брукита посредством гидротермальной обработки в слабокислой среде (0.05 М HNO3) при 120°С 48 ч. Методом БЭТ установлено, что удельная площадь поверхности наноструктур анатаза и брукита, выращенных на поверхности рутильной керамики, составила Sуд=50 м2/г, что намного больше удельной поверхности исходной рутильной керамики (1-3 м2/г). Наращенные на поверхности рутильной керамики фотокаталитические фазы анатаза и брукита обладают значительной фотокаталитической активностью в процессе фотокаталитического разложения озона, что характеризует такие керамические изделия, как перспективный материал для фотокаталитических применений. 9 ил., 1 пр.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ПЛЕНОК ПЕРОВСКИТА В УСЛОВИЯХ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОГРАНИЧЕННОГО РОСТА // 2661025
Использование: для получения пленок органо-неорганических соединений со структурой перовскита. Сущность изобретения заключается в том, что способ получения крупнозернистых пленок перовскита с химической формулой АВХ3 характеризуется тем, что расплав АХ - nX2 наносят на поверхность прекурсора компонента В, распределяют по этой поверхности пластиной, содержащей рельеф, и выдерживают так до полной конверсии прекурсора компонента В в перовскит состава АВХ3, после чего избыток расплава АХ - nX2 удаляют растворителем, где n≥1, А=CH3NH3+, (NH2)2СН+, С(NH2)3+, Cs+, В=Sn, Pb, Bi, Х=Cl, Br, I. Технический результат - обеспечение возможности увеличения сплошности покрытия и укрупнения средних размеров зерен перовскита. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения полых сферических порошков металлов, состоящих из нанокристаллических частиц. Полые наноструктурированные металлические микросферы имеют специфические механические, физические и химические свойства, отличные от порошков с микронными размерами частиц, что позволяет использовать их в качестве теплоизоляционных материалов или экранирующих ЭМИ, катализаторов и в других областях науки и техники. Способ получения полых наноструктурированных микросфер переходных металлов (Ni, Cu, Со) заключается в том, что реакционный раствор, содержащий нитраты металлов и растворимые в воде органические соединения, распыляют с помощью ультразвукового или иного генератора аэрозолей, после чего при контролируемой подачи газа-носителя реакционный раствор в виде аэрозоля поступает в трубчатую печь, где под воздействием температуры в каждой капле аэрозоля самоинициируется экзотермическая реакция, в ходе которой формируется металлический порошок, состоящий из полых наноструктурированных микросфер, улавливаемый фильтром на выходе из трубчатой печи. В качестве нитратов металлов используют нитрат кобальта, и/или нитрат никеля, и/или нитрат меди. В качестве растворимых в воде органических соединений используют глицин, и/или гидразин, и/или мочевину. Изобретение позволяет формировать кристаллические наноматериалы в одну стадию в виде непрерывного процесса; конечный продукт состоит из полых металлических наноструктурированных микросфер без примеси оксида. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к новому жидкому реагенту для получения органо-неорганических перовскитов, которые могут быть использованы для светопоглощающих материалов в солнечной энергетике. Жидкий исходный реагент для получения органо-неорганического перовскита соответствует составу АВ-nB2, где n=1-5, А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, или смесью катионов CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, возможно в смеси с ионами Cs+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, или их смесью, В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси. Изобретение также относится к способу получения указанного жидкого исходного реагента. Способ заключается в том, что осуществляют смешение соединения АВ, или смеси соединений АВ, возможно с галогенидом цезия, где А является катионом, выбранным из CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, В является анионом, выбранным из Cl-, Br-, I-, с компонентом В2, где В2 выбирается из Cl2, Br2 и I2 или их смеси, при молярном соотношении АВ к В2 от 1:1 до 1:5, в диапазоне температур от 10 до 120°C. Использование жидкой композиции полигалогенидов приводит к упрощению и ускорению технологического процесса получения органо-неорганического перовскита и перовскитоподобных соединений, содержащих Pb, Sn, Bi, т.к. позволяет провести процесс без применения растворителей. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к способу получения органо-неорганического светопоглощающего материала со структурой перовскита, который может быть использован при изготовлении «перовскитных» солнечных ячеек. Описан способ получения светопоглощающего материала со структурой перовскита со структурной формулой ADB3, где катионом А является CH3NH3+, (NH2)2CH+, C(NH2)3+, Cs+ или их смесь, анионом В является Cl-, Br-, I- или их смесь, а компонентом D является Sn, Pb или Bi или их смесь, заключающийся в смешивании реагента композиции АВ - nB2 и реагента, содержащего D, где в качестве реагента, содержащего D, используется Sn, Pb или Bi в виде металла или в составе сплавов, оксидов, солей, при этом на реагент D наносится реагент композиции АВ - nB2, с последующим удалением избытка реагентов, а в реагенте композиции АВ - nB2, n больше или равен единице, а компонентом В2 является Cl2, Br2, I2 или их смесь. Технический результат: разработан способ получения светопоглощающего органо-неорганического материала со структурой перовскита без использования растворителя. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к технологиям преобразования солнечной энергии в электрическую. Перовскитная солнечная ячейка представляет собой слоистую структуру, включающую, по меньшей мере, три слоя: два проводящих слоя - р-проводящий и n-проводящий, а также размещенный между ними светопоглощающий слой, при этом один из проводящих слоев выполнен пористым, а светопоглощающий слой имеет перовскитную структуру общей структурной формулой АВХ3, где в качестве А используют Cs+, или СН3МН3+, или (NH2)2CH+, в качестве В используют Pb2+ или Sn2+, в качестве X используют I-, или Br-, или Cl-. Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является обеспечение эффективности преобразования солнечной энергии перовскитными солнечными ячейками, изготовленными при помощи заявляемого способа, не менее 5%. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
