Aceleración de la optimización de las perovskitas halogenadas: dos planos para la automatización

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Las nanociencias

Sus antecedentes:

• El desarrollo de materiales de perovskita halogenada de alto rendimiento y estabilidad es crucial para el avance de las tecnologías de semiconductores de película delgada.
• Los métodos actuales para la optimización de materiales a menudo son lentos e intensivos en mano de obra, lo que dificulta el progreso rápido.
• Se necesitan herramientas innovadoras para permitir la experimentación de alto rendimiento para el descubrimiento acelerado de materiales.

Objetivo del estudio:

• Presentar dos sistemas automatizados complementarios diseñados para acelerar el desarrollo de semiconductores de película delgada procesados con soluciones.
• Proporcionar directrices detalladas de diseño y funcionamiento para la replicación de estos sistemas.
• Demostrar la utilidad de estos sistemas para investigar el envejecimiento de los materiales de perovskita.

Principales métodos:

• Aparato de prueba de estabilidad de alto rendimiento (HITSTA): Una plataforma rentable construida en una impresora 3D reutilizada para la caracterización óptica y el envejecimiento acelerado de hasta 49 muestras.
• ROSIE (Sistema Operativo Robótico para Ingeniería de Tinta): Un robot de manejo de líquidos que utiliza un brazo robótico aficionado y una bomba de jeringuilla para la formulación precisa y automatizada de tinta.
• Demostración del sistema integrado: Utilización de ROSIE y HITSTA para estudiar el envejecimiento de perovskitas inorgánicas mixtas de catión y haluro.

Principales resultados:

• HITSTA permite el seguimiento continuo de la absorción y la fotoluminiscencia de la muestra a temperatura controlada (hasta 110 °C) y la intensidad de la luz (2,2 soles).
• ROSIE facilita la formulación automatizada y precisa de tintas semiconductoras, simplificando la preparación del material.
• El sistema combinado aceleró efectivamente la investigación del envejecimiento de la película delgada de perovskita, mostrando sus capacidades sinérgicas.

Conclusiones:

• HITSTA y ROSIE ofrecen un potente conjunto de herramientas integradas para la experimentación de alto rendimiento en el desarrollo de películas delgadas procesables en solución.
• Estos sistemas aceleran significativamente la optimización del rendimiento y la estabilidad del material.
• Los sistemas y directrices presentados facilitan la replicación y adopción de metodologías experimentales avanzadas en la ciencia de los materiales.