Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-828347
Hiemer, Julia
Stöwe, Klaus (Prof. Dr.) ; Mehring, Michael (Prof. Dr.) (Gutachter)
Herstellung von Chalkogeniden für die Solarzellenanwendung über die MicroJet-Reaktor-Technologie
Kurzfassung in deutsch
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Metallchalkogenid-Nanopartikel bzw. Quantum Dots größenselektiv mittels kontinuierlicher MicroJet-Reaktor-Technologie in wässrigem Medium erzeugt. Aufgrund der sehr kurzen Mischzeiten im µs- bis ms-Bereich können Keimbildung und -wachstum im MicroJet-Reaktor zeitlich voneinander separiert werden. Die Begrenzung des Partikelwachstum durch den Einsatz von Stabilisatoren oder geringer Präkursorkonzentrationen ermöglichten die Synthese von monodispersen, nanokristallinen Produkten mit sehr schmaler Partikelgrößenverteilung. Ausgehend von den wasserlöslichen Präkursoren Cadmiumnitrat und Natriumsulfid wurde sowohl eine Synthesestrategie für elektrostatisch- als auch Liganden-stabilisierte CdS-Nanopartikel entwickelt. Es wurden zahlreiche Reaktionsparameter wie Temperatur, Präkursorverhältnis, Konzentration oder Fällungsmittel variiert und der Einfluss auf die Partikelgröße überprüft. In weiteren Untersuchungen konnte die Übertragbarkeit der MicroJet-Reaktor-Synthese auf die Metallchalkogenide Cadmiumzinksulfid, Silbersulfid und Silberindiumsulfid validiert werden. Auch komplexere Systeme wie Core/Shell Partikel sind mittels postsynthetischer Beschichtung der im MicroJet-Reaktor hergestellten Nanopartikel möglich. Erste Experimente zur Synthese von CdSe bestätigten die Eignung des kontinuierlichen Verfahrens zur Fällung höherer Chalkogenide.
Kurzfassung in englisch
In the present work, metal chalcogenide nanoparticles or Quantum Dots were obtained size-selectively using continuous MicroJet Reactor technology. Due to the short mixing times in the µs to ms range, crystallite nucleation and crystal growth are well separated and enable concentration-limited particle growth. Alternatively, particle growth can be limited by stabilizers. Starting from the water-soluble precursors Cd(NO3)2 and Na2S, a synthesis strategy for both electrostatic and ligand stabilized CdS nanoparticles in aqueous medium was developed. The nanocrystalline products obtained were characterized by a narrow, monodisperse particle size distribution. Examining the influence of the particle size, numerous reaction parameters e. g. temperature, ratio of precursors, concentration or precipitant were varied. In further investigations, the transferability of the MicroJet Reactor synthesis to the metal chalcogenides (Cd,Zn)S, Ag2S and AgInS2 was validated. By means of post-synthetic coating of the nanoparticles produced in the MicroJet Reactor, more complex systems such as CdS/ZnS or Ag2S/ZnS core/shell particles are accessible. Initial experiments on the synthesis of CdSe confirmed the suitability of the continuous process for precipitation of selenides.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Chemische Technologie | |
| Fakultät: | Fakultät für Naturwissenschaften | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Stöwe, Klaus (Prof. Dr.) | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-828347 | |
| SWD-Schlagwörter: | Semiconductor Quantum Dots , Nanopartikel | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | Cadmium sulfide , Cadmium selenide , Continuous-flow synthesis , Core/Shell Quantum Dots , Impinging-Jet microreactor , Metal chalcogenide nanoparticles , Micromixer synthesis , MicroJet Reactor , Near Infrared Quantum Dots , Silver sulfide , Water-soluble Quantum Dots | |
| DDC-Sachgruppe: | Chemische Verfahrenstechnik | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 16.12.2022 |
