Патенты автора Белич Николай Андреевич (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.
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 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.
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 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.
