Una tecnología de microfluidos Modular para estudios sistemáticos de nanocristales de Semiconductor coloidal

El advenimiento de nanocristales de semiconductores, particularmente puntos cuánticos, ha impulsado importantes avances en la investigación de materiales y fabricación. Por ejemplo, muestra de punto cuántico LEDs¹ ya han sido implementadas en “QLED” disponible en el mercado. Más recientemente entre esta clase de semiconductores, perovskitas han generado considerable interés e investigación hacia las tecnologías de alta eficiencia y bajo costo PV. Desde la primera manifestación de un PV de Perovskita basados en 2009,² la eficiencia de conversión de energía de escala de laboratorio de células solares basadas en perovskita ha aumentado a un ritmo sin igual por cualquier tecnología de PV en la historia. ^{3 , 4} además del conducción interés en PVs basada en perovskita, una variedad de métodos recientes que describen la síntesis coloidal fácil de nanocristales de Perovskita han creado la oportunidad para el proceso de fase de solución de bajo costo, de Perovskita QDs en electrónica comercial. ^{5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14}

En el esfuerzo a gran escala nanofabricación de Perovskita coloidal QDs, una mejor comprensión fundamental de los caminos de crecimiento nanocrystal y un control efectivo de las condiciones de reacción se deben primero desarrollar. Sin embargo, los estudios existentes de estos procesos han dependido tradicionalmente de enfoques basados en el matraz. Estrategias de síntesis de lote presentan una variedad de limitaciones inherentes en términos de caracterización de materiales y producción, pero más significativamente, técnicas basadas en el frasco son altamente ineficientes en consumo de tiempo y precursor de detección y demostrar matraz transferencia de masa dependen de tamaño propiedades que inhiben la consistencia de la síntesis. ¹⁵ para estudiar con eficacia las vías de crecimiento de nanocristales de semiconductor coloidal a través de la gran variedad de procedimientos de síntesis divulgada y dentro del espacio de amplia muestra relevante, se requiere una técnica de proyección más eficiente. En las últimas dos décadas, han desarrollado una serie de estrategias de microfluidos para estudios de nanocristales coloidales aprovechando el consumo químico substancialmente, la accesibilidad de métodos de cribado de alto rendimiento y el potencial de un implementación de control de procesos en sistemas de síntesis continua. ^{12 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20}

En este trabajo, nos informe el diseño y desarrollo de una plataforma microfluídicos automatizados para los estudios de alto rendimiento en situ de nanocristales de semiconductor coloidal. Una novela traducción de celda de flujo, un diseño altamente modular y la integración de reactores comerciales tubulares y fluídicas conexiones forman una plataforma reconfigurable única y adaptable con aplicaciones directas en el descubrimiento, selección y optimización de nanocristales coloidales. Aprovechando la capacidad traslacional de la técnica de detección (es decir, una celda de flujo de tres puertos), por primera vez, demostramos la disociación sistemática de escalas de tiempo de mezcla y reacción, mejorando al mismo tiempo la toma de muestras tasas de eficiencia y colección sobre flujo estacionario tradicional enfoques de la célula. La utilización de esta plataforma permite la ingeniería de alto rendimiento y precisión de boquete de la venda de nanocristales coloidales síntesis hacia estrategias de nanofabricación continua.