Vlamondersteund printen gebruiken om grote nanogestructureerde oxide-dunne film te fabriceren voor elektrochrome toepassingen

Abstract

Vlamnevelpyrolyse was een proces om oxide-nanodeeltjes te produceren in een zelfvoorzienende vlam. Wanneer de geproduceerde nanodeeltjes werden afgezet op een substraat, konden nanogestructureerde dunne oxidefilms worden verkregen. De grootte van de dunne film werd echter meestal beperkt door het vaste substraat. Hier hebben we aangetoond dat dunne film met een groot oppervlak kan worden afgezet met behulp van het bewegende substraat, dat nauwkeurig werd bestuurd door servomotoren. Als gevolg hiervan kan de vlampunt over het substraat scannen en de nanodeeltjes lijn voor lijn erop afzetten, analoog aan een drukproces dat vlamondersteund printen (FAP) wordt genoemd. Met het FAP-proces werden bijvoorbeeld nanogestructureerde bismutoxide-dunne films met een grootte tot 20 cm × 20 cm afgezet. De dunne film van bismutoxide vertoonde een stabiele elektrochrome eigenschap met een hoge modulatie van 70,5%. De uitstekende prestaties kunnen worden toegeschreven aan de poreuze nanostructuur die is gevormd in het FAP-proces. Het proces kan worden uitgebreid om andere dunne lagen van verschillende oxiden (bijv. wolfraamoxide) met een groot formaat af te zetten voor veelzijdige toepassingen.

Inleiding

FSP was een proces waarbij oplosmiddel met de opgeloste metaalprecursor in vloeibare druppeltjes werd gesproeid. Vervolgens verbranden de druppeltjes tot poeders in een zelfvoorzienende vlam, geholpen door zuurstof [1,2,3,4,5]. De grootte van de geproduceerde poeders varieert van enkele nanometers tot micrometers. FSP kan gemakkelijk worden gebruikt om oxide-nanopoeders te produceren (bijv. SiO₂ , TiO₂ , CeO₂ en Al₂ O₃ ) op commerciële schaal [6,7,8,9]. Hoewel de nanopoeders van het FSP-proces op het substraat kunnen vallen of gegoten kunnen worden om de dunne films te vormen, zijn die films meestal dicht met een klein oppervlak, zonder nanokenmerken. Voor toepassingen zoals sensoren, elektrochemische en foto-elektrochemische (PEC) apparaten hebben dunne films met de poreuze structuur de voorkeur [10,11,12]. In de bovenstaande toepassingen kan de poreuze structuur het gebruik van actieve materialen verbeteren, het contactoppervlak tussen de elektrolyten en reactanten vergroten en de stress tijdens de lithiëring verlichten. Zo kunnen hun prestaties worden verbeterd. Bijvoorbeeld LiMn₂ O₄ films werden gevormd door vlamnevelafzetting en in situ gloeimethode [13]. De zeer poreuze dunne film vertoonde een uitstekende recycleerbaarheid. Kun et al. gesynthetiseerde Li₄ Ti₅ O₁₂ dunne film voor de hoogwaardige en flexibele volledig solid-state batterij [14]. Tricoli et al. [15] breidde het gebruik van FSP uit voor de fabricage van EC/PEC watersplitsende WO₃ en BiVO₄ elektroden. Ze ontdekten dat de prestaties van directe FSP-gemaakte foto-elektroden aanzienlijk waren verbeterd in vergelijking met die films gegoten met nanopoeders van het FSP-proces. Deze baanbrekende werken maakten het gebruik van FSP mogelijk als een krachtig hulpmiddel om direct en snel functionele films met goede prestaties te fabriceren. De grootte van de dunne film werd echter beperkt door het onbewogen substraat. Bismutoxide was een van de meest fascinerende elektrochrome materialen vanwege de hoge theoretische kleurmodulatie en milieuvriendelijkheid [16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27]. Zo bleken bismutoxide dunne films bereid door sputteren of vacuümverdamping nieuwe elektrochrome materialen te zijn [16, 24]. Bovendien vertoonden dunne bismutoxide-films van de sol-gel-processen een constante elektrochrome efficiëntie [17]. Hun elektrochrome prestaties moeten echter verder worden verbeterd voor de praktische toepassingen. In deze studie hebben we een vlamondersteund printproces (FAP) op basis van FSP voorgesteld om een poreuze dunne film van bismutoxide op met fluor gedoteerd tinoxide (FTO) te vervaardigen. De grootte van de dunne film zou 20 cm × 20 cm kunnen bereiken. De dunne film van bismutoxide die in dit onderzoek werd afgezet, vertoonde uitstekende elektrochemische eigenschappen met een kleurmodulatie van 70,5%. De uitstekende prestaties kunnen worden toegeschreven aan de poreuze structuur van dunne films.

Experimenteel

Voorbereiding van dunne bismutoxidefilms

Een FAP-apparatuur werd gebruikt voor de directe afzetting van dunne bismutoxide-films op FTO-substraten (figuur 1a). De dunne films werden bereid met de volgende stappen:voordat de dunne bismut-oxidefilms werden bereid door het FAP-proces, werden 20 cm × 20 cm transparante geleidende FTO-glassubstraten met een bladweerstand van 10 Ω/sq ultrasoon gereinigd met aceton, achtereenvolgens gedeïoniseerd water, ethanol en gedeïoniseerd water. De bismut-oxidevoorloper werd gemaakt door het mengsel van bismutcarbonaat (1,45 g), 2-ethylhexaanzuur (20 g) en gedeïoniseerd water (40 μL) tot 160 ° C onder mechanisch roeren te verwarmen. Voorloperoplossingen met een totale Bi-atoomconcentratie van 1 en 5 mM werden bereid door bismutoxidevoorloper op te lossen in 2-2-4-trimethylpentaan (15 ml). Deze oplossing werd geleverd met een spuitpomp met een snelheid van 2 ml/min en gedispergeerd in een fijne spray met 2,541 l/min zuurstof en een druk van 0,21 tot 0,33 MPa werd tijdens de synthese over de mondstukpunt gehandhaafd. De spray werd ontstoken door een ondersteunende vlam van 0,4 l/min hoogzuiver methaan (99,9%) en 0,4 l/min zuurstof. Een substraathouder die op een bepaalde afstand onder de brander is geplaatst, werd gebruikt voor de afzetting van dunne bismutoxidefilms op FTO-substraten met een geschikte depositietemperatuur van 500 ° C. Het FAP-proces duurde 6 minuten. Meer specifiek werden films afgezet op de FTO-substraten, die op een bewegend podium werden geplaatst. Uiteindelijk werden dunnefilmmonsters gedurende 2 uur gegloeid met een snelheid van 5 °C/min van kamertemperatuur tot 550 °C in lucht.

Schema van het vlamondersteunde afdrukapparaat (a ) en verwerken (b ) om een grote dunne film op het substraat af te zetten. c Optische beelden van de afgezette plek en lijn door het FAP-proces

Voorbereiding van dunne wolfraamoxidefilms

De voorloperoplossing werd bereid door wolfraamhexachloride (29,742 mg) toe te voegen aan watervrije ethanol (30 ml). Het gevormde mengsel werd 1 uur bij kamertemperatuur geroerd. De substraattemperatuur werd tijdens de depositie geregeld in het bereik van 400-500 °C.

Karakterisatiemethoden

De fasesamenstelling van de dunne bismut-oxidefilms werd geanalyseerd door röntgendiffractie (Bruker XRD, D8 Advance) met behulp van CuKa-straling (40 kV/30 mA). De oppervlaktemorfologieën van de dunne films werden onderzocht met een veldemissie scanning elektronenmicroscoop (FESEM) met een Ultra 55 die werkte bij 10 keV. De ruwheidsmetingen zijn gedaan met een profilometer (Bruker Contour, GT K 3D) met een afkapwaarde van 0,23 mm. Drie verschillende regio's werden geëvalueerd in monsters om de ruwheid Ra te bepalen. Het EC-gedrag van dunne bismut-oxidefilms werd geëvalueerd met een standaard elektrochemische cel met drie elektroden met behulp van een AutoLab 302N elektrochemisch werkstation. Het met bismutoxide met dunne film gecoate FTO-glas werd aangebracht als een werkelektrode, platinavel en Ag/AgCl-elektrode werden respectievelijk als tegenelektrode en als referentie-elektrode gediend. 1 M oplossing van LiClO₄ opgelost in propyleencarbonaat (PC) werd als elektrolyt gebruikt. Cyclische voltammetrie (CV) werd uitgevoerd met een scansnelheid van 2 mV/s of 5 mV/s en een spanningsbereik van -2 tot 2 V en -1 tot 1 V voor dunne films van bismutoxide en dunne films van wolfraamoxide, respectievelijk. De optische transmissieverandering van de dunne films van bismutoxide en wolfraamoxide tijdens het laad- en ontlaadproces in CV-cycli werd in situ geregistreerd door een miniatuurspectrometer (Ocean optics, FLMT01617) bij een vaste golflengte van λ = 550 nm.

Resultaten en discussie

Het FAP-apparaat en -proces worden geïllustreerd in Fig. 1a, b. Tijdens het proces van FAP ontstaat een poreuze structuur met de vorming van nanodeeltjes, primaire deeltjes en grote deeltjes [28]. De groei van nanodeeltjes en primaire deeltjes geeft structuur op meerdere niveaus, terwijl botsingen van primaire deeltjes en scheiding van grote deeltjes de poreuze structuur genereren [29]. Er zijn veel factoren, zoals de concentratie van precursoren, die van invloed zijn op de uiteindelijke morfologie, structuur en prestatie van de deeltjes. Om dunne films van bismutoxide af te zetten, werden voorloperoplossingen met concentraties van 1 en 5 mM met een snelheid van 2 ml/min in het mondstuk gepompt en in de druppeltjes gesproeid. Ze werden vervolgens verbrand tot de oxide-nanoclusters. De gevormde nanoclusters kwamen in botsing om nanodeeltjes te vormen en werden afgezet op het FTO-substraat, dat zich in het bewegende stadium bevond. Het werd nauwkeurig aangestuurd door de servomotoren. Hierdoor veegde de vlam lijn voor lijn met een snelheid van 2 mm/s over het substraat. De opening tussen de aangrenzende lijnen werd gecontroleerd op 0,1 mm, zoals aangegeven in figuur 1b. De dikte van de film werd geregeld door de voorloperconcentratie en de herhalingstijd. Dit regel-voor-regel deponeerproces was analoog aan een papierdrukproces. Daarom noemden we dit proces vlamondersteund printen. FAP-proces werd ook gebruikt om een plek af te zetten wanneer er geen scan werd uitgevoerd en een lijn met het scanproces van 5 mM bismutoxide-precursor. De optische afbeeldingen van de afgezette plek en lijn worden getoond in figuur 1c. De grootte van de vlek en de breedte van de lijn waren ~ 2 cm. Het FAP-proces kan dus een willekeurige 2D-vorm afdrukken, hoewel de resolutie van de vorm beperkt is tot 2 cm. Na de afzetting werd de verkregen dunne film gedurende 2 uur bij 550 °C uitgegloeid. Röntgendiffractie (XRD) patronen in Fig. 2 onthulden hun kristallijne en fasestructuren. Vóór het gloeien was er alleen α-fase (JCPD-kaart nr. 71-0465) voor Bi₂ O₃ . Terwijl er na 550 °C gloeien twee nieuwe fasen waren. Het waren δ-Bi₂ O₃ fase (JCPD-kaart nr. 76-2478) en niet-stoichiometrische Bi₂ O_2.33 fase (JCPD-kaart nr. 27-0051). Dat laatste had te maken met de zuurstofleegstand door gloeien in de stilstaande lucht [30]. De bovenstaande faseovergang was consistent met de eerdere onderzoeken [17]. De morfologie van de verkregen dunne film van bismutoxide uit een voorloper van 5 mM werd onderzocht met een scanning-elektronenmicroscopie (SEM). Zoals getoond in Fig. 3a, b, vertoonde de hele structuur een macroporeuze structuur met secundaire deeltjes van enkele honderden nanometers. Ter vergelijking werd ook een dunne film afgezet van een voorloper van 1 mM. Het bleek een vaste film te zijn met de secundaire deeltjes die 1 m naderden, zoals weergegeven in Fig. 3c, d. Het verschil in de concentraties van de voorloperoplossing veroorzaakte blijkbaar de verandering van morfologie. En volgens de grootschalige karakterisering met behulp van een profilometer, is de gemiddelde Ra-waarde van de Bi₂ O₃ dunne film van een voorloper van 5 mM werd gemeten als 29 ± 2 nm (Fig. 3e), wat consistent was met SEM-analyses. Onder hoge concentratie botsten deeltjes gemakkelijk met elkaar en vervolgens vertakte secundaire deeltjes zich op de substraten. Bij een lage concentratie was het primaire deeltje klein genoeg om de gaten tussen de afgezette deeltjes te vullen. De morfologie van de dunne film leek minder poreus. Zo kunnen de morfologie en poriestructuur van de dunne film worden aangepast aan de concentratie van de voorloper in het FAP-proces. Daarnaast is nader onderzoek gedaan naar de invloed van depositietijd op de laagdikte. SEM-afbeeldingen van de dwarsdoorsneden van de films voor afzettingstijden van 6 min, 12 min en 24 min worden getoond in Fig. 4. Hun diktes namen toe met de tijd. Het FAP-proces kan dus ook de dikte van de film regelen door de afzettingstijd te variëren.

Röntgendiffractiepatronen van FTO-substraat (onder), bismut-oxide dunne film (midden) zoals afgezet, en de dunne film (boven) na de warmtebehandeling bij 550 °C

Morfologische karakterisering van de bismut-oxide dunne films. SEM-afbeeldingen (a , b ) van bismut-oxide dunne film op de FTO-substraten van 5 mM oplossing. SEM-afbeeldingen (c , d ) van de bismut-oxide dunne film uit 1 mM oplossing met warmtebehandeling bij 550 ° C. En e ruwheidsprofiel van bismutoxide dunne film van 5 mM oplossing

SEM-beelden van dwarsdoorsneden van de dunne films die overeenkomen met de depositietijden van a 6 min, b 12 min en c 24 min, en d de relatie tussen de dikte van de dunne films versus de depositietijden

De elektrochrome eigenschap van de dunne film van bismutoxide van de voorloper van 5 mM werd verder onderzocht. De kleur van de dunne film veranderde van lichtgeel in de gebleekte toestand naar zwart in de gekleurde toestand, zoals weergegeven in de optische afbeelding (Fig. 5a, inzet). De optische spectra onthulden verder dat de transmissie in een bereik van 75-100% was in de gebleekte toestand, terwijl in de gekleurde toestand de transmissie van de dunne film in het bereik van 10%-30% lag. De CV-curve (Fig. 5b) gaf aan dat er een kathodische piek was bij -1,3 V en twee anodische pieken bij 0,1 V en 1,2 V, die typerend zijn voor de lithiumintercalatie van lithiumionen in de bismut-oxidestructuur die Li_x Bi₂ O₃ tijdens het opladen gevolgd door omkeerbare de-intercalatie van Li_x Bi₂ O₃ terug naar Bi₂ O₃ tijdens het ontladen, vanwege de Bi₂ O₃ /Li_x Bi₂ O₃ redoxreactie. Het kwam overeen met de volgende reactie [16]:

$${\text{Bi}}_{{2}} {\text{O}}_{{3}} + x{\text{Li}}^{ + } + x{\text{e}} ^{ - } \leftrightarrow {\text{Li}}_{x} {\text{Bi}}_{2} {\text{O}}_{3}$$ (1)

een Optische spectra in de gebleekte staat en gekleurde staat, b cyclische voltammogrammen, c tijdsafhankelijke lichtdoorlaatbaarheid bij 550 nm en d kleurefficiëntie van de dunne film van bismutoxide die is afgezet met een 5 mM-oplossing

De stabiele redoxkoppelreacties van bismutoxide zorgen ervoor dat de elektrode goed omkeerbaar is en een goede stabiliteit vertoont door de vorm, grootte en positie van zijn anodische en kathodische pieken nauwelijks te veranderen. De scherpe en goed gedefinieerde pieken duiden op snelle de- en insertie van ionen. De CV's in Fig. 5b van bismut-oxide dunne-film elektroden tonen het karakteristieke gedrag van tweestaps extractie (pieken bij 0,1 V en 1,2 V) en insertie (piek bij -1,3 V) van de lithiumionen in afzetting met uniforme korrel grootte aangeeft dat een succesvolle filmvorming en verdichting plaatsvond. Alle elektroden vertonen uniformiteit in deeltjesgrootte na succesvolle filmvoorbereiding. Het geeft aan dat de kwaliteit van het oppervlak na warmtebehandeling een homogene stapeling van poreuze lagen mogelijk maakt. De cyclische stabiliteit op lange termijn van deze bismut-oxide dunnefilmelektrode is echter niet zo goed als verwacht vanwege de slechte hechting aan het FTO-substraat. We laten het verbeteren van deze cyclische stabiliteit door de precursorconcentratie en de gloeitemperatuur aan te passen als ons toekomstige werk.

De tijdsafhankelijke optische transmissie van de dunne bismut-oxidefilms werd in situ geregistreerd tijdens de CV-meting, zoals weergegeven in figuur 5c. De transmissiegolflengte was ingesteld op 550 nm, wat zeer gevoelig was voor menselijke ogen [31]. Na de eerste cyclus waren de maximale en minimale transmissies respectievelijk 80,7% en 10,2%. Zowel de transmissiewaarden in de gebleekte toestand als in de gekleurde toestand werden stabiel gehouden. De minimale transmissie in de gekleurde staat en de maximale transmissie in de gebleekte staat werden geregistreerd als T _c en T _b , respectievelijk. Dan optisch contrast ΔT _{λ =550 nm} werd gedefinieerd als ΔT = T _b − T _c . Het is duidelijk dat de dunne film van bismutoxide een groot optisch contrast had van meer dan 70%. De dunne films vertoonden een lichte optische degradatie tijdens de 2e, 3e en 4e cyclus. Het verschil tussen gekleurde en gebleekte toestanden is te zien. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de afbraak in de reactie [17, 32], en de poreuze structuur leidt tot een onvolledige reactie [33]. Hier, EC-responstijd, T_0,5 , wordt gedefinieerd als het tijdstip waarop de optische transmissie 50% van de kleur-/bleektoestand bereikt bij een golflengte van 550 nm. Zoals getoond in Fig. 5c en 6b, T _0,5 = 120 s voor bismut-oxide dunne film afgezet uit 5 mM precursoroplossing en T _0,5 = 300 s voor bismut-oxide dunne film afgezet uit respectievelijk 1 mM precursoroplossing. De snellere bleeksnelheid kan worden toegeschreven aan de poreuze nanostructuur die is gevormd in het FAP-proces. Conventioneel, kleurefficiëntie η (CE) wordt gebruikt om de EC-prestaties te beoordelen met de volgende formule [17]:

$$\eta \left( {{\text{CE}}} \right) =\frac{{\Delta {\text{OD}}}}{Q} =\frac{{\log \left( {T_ {{\text{b}}} /T_{{\text{c}}} } \right)}}{Q}$$ (2)

waar T _b en T _c zijn de gebleekte en gekleurde transmissiewaarden bij een bepaalde golflengte zoals hierboven vermeld, ΔOD is het verschil tussen optische dichtheid en Q is de corresponderende ingebrachte/geëxtraheerde ladingsdichtheid. In dit werk worden ladingsdichtheden berekend uit de CV-curven. De CE's van de dunne film van bismutoxide waren allemaal groter dan 10,0 cm² /C zoals weergegeven in Fig. 5d. De CE's van de dunne film van bismutoxide uit de voorloper van 5 mM waren bijna dezelfde als die van de van sol-gel afgeleide dunne film [17] en veel hoger dan die van 3,7 cm² /C gerapporteerd in ref [16]. Wat betreft de dunne film van bismutoxide die werd afgezet uit een voorloperoplossing van 1 mM, werden de anodische en kathodische pieken verbreed, zoals weergegeven in figuur 6a. Een significante piekverbreding in anodische kleuring werd gewoonlijk waargenomen wanneer de concentratie van de voorloperoplossing ver onder 5 mM was. Dit kan worden verklaard door de lagere concentratie die minder vaste/vaste grensvlakken met de composietfilm veroorzaakte vanwege de minder poreuze structuur [34]. Ondertussen was het optische contrast slechts 30-40% (Fig. 6b) en was CE 2,7-3,4 cm² /C. Vergeleken met de dunne film van 5 mM precursoroplossing, kunnen de slechtere prestaties worden toegeschreven aan de relatief solide aard van de dunne film. Bij de elektrochemische reactie had de elektrolyt minder contact met het actieve materiaal. Zo nam minder actief materiaal deel aan de reactie. Bovendien was de degradatie duidelijk tijdens de daaropvolgende cyclus vanwege de instabiliteit van de structuur, die werd veroorzaakt door de verandering van het volume van de dunne film in de reactie, terwijl de poreuze structuur in de dunne film van een 5 mM-oplossing een dergelijke verandering kon opvangen.

CV (een ) en tijdsafhankelijke transmissie (b ) dunne film bismutoxide afgezet uit 1 mM oplossing na warmtebehandeling bij 550 °C

Wanneer de FAP-apparatuur wordt uitgebreid tot de synthese van andere oxiden zoals wolfraamoxide zoals vermeld, vertoonde het SEM-beeld (Fig. 7a) de microstructuur van de afgezette dunne film van wolfraamoxide, terwijl de voorloperconcentratie 2,5 mM is. Het had secundaire deeltjes, die veel bolvormige primaire deeltjes aggregeerden, die de bloemkoolstructuur vormen. Meer specifiek blijkt dat secundaire deeltjes groter en minder poreus zijn dan de dunne film van bismutoxide van een voorloper van 5 mM. Er zijn anodische en kathodische pieken bij 0,1 en -0,5 V, wat typerend is voor de lithiumde-intercalatie en intercalatie (Fig. 7b). Kleuring/bleekmiddel in WO₃ dunne films is te wijten aan het inbrengen en extraheren van lithiumionen, volgens de onderstaande reactie [35]:

$${\text{WO}}_{3} + x{\text{Li}}^{ + } + x{\text{e}}^{ - } \leftrightarrow {\text{Li}}_{ x} {\text{W}}^{6 + }_{(1 - x)} {\text{W}}^{5 + }_{x} \,{\text{O}}_{{ 3}}$$ (3)

een SEM-afbeelding, b cyclisch voltammogram en c tijdsafhankelijke lichtdoorlaatbaarheid van de dunne film van wolfraamoxide bij 550 nm

In WO₃ dunne film, de ingebrachte elektronen verminderen wat W⁶⁺ ionen naar W⁵⁺ en polariseren hun omringend rooster om kleine polarons te vormen die de optische absorptie veroorzaken. In de dunne film van bismutoxide kan de kleuring/bleekmiddel hetzelfde mechanisme volgen. De onstabiele chromatische eigenschappen kunnen echter worden veroorzaakt door de opbouw van spanning als gevolg van volumeverandering of ontbinding van Li_x Bi₂ O₃ in de elektrolyt tijdens de reactie. Het loslaten van bismut-oxide dunne film van FTO-substraten werd vaak gevonden na verschillende kleur-/bleekcycli. De gebleekte en gekleurde toestanden bleven stabiel in 4 cycli (figuur 7c). De chromatische eigenschap van wolfraamoxide is stabieler dan bismutoxide [16, 17, 35,36,37,38,39]. Het optische contrast was ongeveer 35%. Het was relatief laag, maar niet lager dan de dunne film van bismutoxide die werd afgezet uit een voorloper van 1 mM. Om een hogere waarde te krijgen, moet de dikte van de dunne film van wolfraamoxide worden vergroot. De eerste kleuringsefficiëntie van wolfraamoxide was 3,4 cm² /C, wat bijna hetzelfde was als de gerapporteerde gegevens [16] en tussen de dunne bismut-oxidefilms van de voorloper van 1 en 5 mM. Magnetisch sputteren, gepulseerde laserafzetting en chemische dampafzetting zijn verschillende populaire coatingmethoden. Ze kunnen worden gebruikt om hoogwaardige dunne film te produceren met een dikteprecisie van enkele nanometers. Het is echter allemaal moeilijk om dunne films met een groot oppervlak te produceren vanwege de beperking van de grootte van de depositiekamer. Hoewel het FAP-proces gemakkelijk grote monsters kan bereiden, kan het in de open atmosfeer worden gebruikt. Ondertussen, hoewel het proces de dikte niet erg nauwkeurig kan regelen, kan het de morfologie van de dunne film aanpassen aan de specifieke toepassingen. Het bovenstaande resultaat gaf aan dat FAP de nanostructuur van de afgezette film kon afstemmen op precursorconcentratie, wat de elektrochrome prestaties ervan verder beïnvloedde.

Conclusie en Outlook

Dunne films van bismutoxide met een groot oppervlak werden met succes bereid door een FAP-proces. De morfologie van de dunne films zou kunnen worden afgestemd met de depositieparameters zoals de concentratie van de voorloperoplossing. Het bismutoxide met poreuze nanostructuur vertoonde uitstekende elektrochrome eigenschappen, met een maximaal optisch contrast van 70,5% en een kleuringsefficiëntie van meer dan 10,0 cm² /C. Dit FAP-proces kan worden uitgebreid tot de synthese van andere poreuze nanogestructureerde materialen voor toepassingen in energieopslag en -conversie.

Beschikbaarheid van gegevens en materialen

Alle gegevens die tijdens dit onderzoek zijn gegenereerd of geanalyseerd, zijn opgenomen in dit gepubliceerde artikel.

Afkortingen

FSP:: Vlamspray pyrolyse
FAP:: Vlamondersteund printen
EG:: Elektrochroom
PEC:: Foto-elektrochemische
FTO:: Met fluor gedoteerd tinoxide
FESEM:: Veldemissie scanning elektronenmicroscoop
PC:: Propyleencarbonaat
XRD:: Röntgendiffractie
SEM:: Scanning elektronenmicroscopie
CE:: Kleurefficiëntie

Onderzoek naar de voorbereiding en spectrale kenmerken van grafeen/TMD's heterostructuren Een ultradunne, triple-band metamateriaal-absorber met brede-incident-hoekstabiliteit voor conforme toepassingen op X- en Ku-frequentieband

Nanomaterialen

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal