Qui, presentiamo un protocollo per la progettazione, la fabbricazione e l'uso di una semplice, versatile stampante 3D e controllata camera atmosferica per la caratterizzazione ottica ed elettrica di dispositivi optoelettronici organici aria-sensibile.
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Articolo metodologico
Una camera di stampa 3D per organico dispositivo optoelettronico degradazione test
In questo articolo
Sommario
Abstract
In questo manoscritto, delineiamo la fabbricazione di una camera atmosferica piccola, portatile e facile da usare per organico e dispositivi optoelettronici perovskite, utilizzando la stampa 3D. Come questi tipi di dispositivi sono sensibili all'umidità e ossigeno, tale camera può aiutare i ricercatori a caratterizzare le proprietà elettroniche e stabilità. La camera è destinata a essere utilizzato come un ambiente temporaneo, riutilizzabile e stabile con proprietà controllate (tra cui umidità, introduzione di gas e temperatura). Può essere utilizzato per proteggere i materiali sensibili all'aria o di esporli a contaminanti in modo controllato per studi di degradazione. Per caratterizzare le proprietà della sezione, descriviamo una procedura semplice per determinare la velocità di trasmissione del vapor d'acqua (WVTR) utilizzando umidità relativa misurata da un sensore di umidità standard. Questa procedura operativa standard, con una densità di riempimento di 50% di acido polilattico (PLA), si traduce in una camera che può essere utilizzata per settimane senza alcuna perdita significativa delle proprietà della periferica. La versatilità e la facilità d'uso della camera permette di essere adattato a qualsiasi condizione di caratterizzazione che richiede un'atmosfera controllata compatto.
Introduzione
Dispositivi optoelettronici organica e perovskite, celle solari e diodi emettitori di luce basati su molecole organiche semiconducting π-coniugati e organometal alogenuri sono un settore in rapida crescita della ricerca. Organici diodi emettitori di luce (OLED) sono già un importante elemento tecnologico di illuminazione Visualizza1e fotovoltaico organico hanno cominciato a realizzare le efficienze che li rendono competitivi con silicio amorfo2. Il recente progresso rapido di dispositivi basati su perovskite per assorbire luce e luminescente applicazioni3,4,....
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Protocollo
1. le parti 3D stampa camera
Nota: Tutte le preparazione della stampante, le impostazioni del software "affettatrice" e parametri di stampa erano specifici per la stampante indicata nella Tabella materiali. C'è una vasta gamma di stampanti 3D, ciascuno con il proprio set di passaggi di preparazione e parametri ottimali. C'è anche una vasta gamma di colori possibili per il filamento di polimero utilizzato per le parti stampate. Non è necessario utilizzare la stessa plastica per ogni parte.
- Selezionare i corrispondente file. STL basati sulla configurazione desiderata camera.
Nota: Queste configurazioni sono detta....
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Risultati
Misure di corrente-tensione:
Questa camera è progettata per consentire la sperimentazione di un dispositivo aria-sensibile diodo, come una cella solare organica o perovskite o un diodo a emissione luminosa. Può agire come un incapsulamento temporaneo, riutilizzabile o come un metodo di introdurre contaminanti per eseguire il test di degradazione controllata. Le curve di densità di corrente-tensione (JV) mostrate.......
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Discussione
I passaggi critici nel ricreare questo esperimento includono la stampa delle sezioni per evitare crepe, lacune o povere caratteristiche di riempimento che possono fare diminuire la WVTR, la camera per evitare eventuali infiltrazioni di umidità e ossigeno stringendo il morsetto KF50 di tenuta realizzare una completa sigillatura fra gli alloggiamenti superiore e inferiore, utilizzando un epossidico a bassa pressione nominale a vuoto intorno i piedini di contatto o qualsiasi passanti per evitare qualsiasi fuoriuscita e crea.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori riconoscono Peter Jonosson e il Lyons nuovo Media Center per la stampa 3D degli alloggiamenti. Questa ricerca è stata sostenuta da 436100-2013 RGPIN, ER15-11-123, il McMaster Dean di ingegneria dello studente non laureato estate ricerca Premio Excellence e il programma di opportunità di ricerca dello studente non laureato.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| STAMPANTE 3D DESKTOP ORION DELTA RTP | SeeMeCNC | 87999 | Noto nel rapporto come: Stampante 3D Filamento |
| PLA da 1,75 mm | SeeMeCNC | 50241 | Noto nel rapporto come: PLA |
| Somos® Camera WaterShed XC 11122 | Somos | stampata presso Custom Prototypes, Toronto. | https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Conosciuto nel rapporto come: Polimero resistente all'acqua |
| CURA | CURA | https://ultimaker.com/en/products/cura-software Conosciuto in Report come: software di affettatura | |
| Saldatore con 600° Punta F | Weller | WTCPT | |
| Xtralien X100 Sorgente Unità di misura | Ossila | E561 | Noto nel rapporto come: Scheda di prova SMU |
| ZIF per substrati anodici pixelati | Ossila | E221 | Noto nel rapporto come: Zero insetion force/ZIF Test Board; |
| Cavo | |||
| Generico USB A - B | |||
| Generico USB A - Micro | |||
| #12 O-Ring | Fonte unkown Conosciuto nel rapporto come: o-ring | ||
| 116 Butyl O-Ring | Global Rubber Products | 116 VI70 | Acquistato in negozio Conosciuto nel rapporto come: o-ring |
| Anello di sicurezza | McMaster | NA | Camera inferiore stampata in 3D in-house |
| McMaster | NA | Camera superiore stampata in 3D | |
| McMaster | NA | stampato in 3D | |
| (alluminio) | Kurt J. Lesker | QF50-200-C | |
| Anello di centraggio KF50 (alluminio) | Kurt J. Lesker | QF50-200-BRB | |
| Sn60 / Pb40 Solder | MG Chemicals | 4895-2270 | |
| # 4-40 x 3/16 "vite | Negozio di ferramenta | ||
| # 4-40 IntThrd Ottone conico SingleVane Insert per Fastenal termoplastico | 11125984 | Fastenal richiede di essere affiliato con azienda / università Noto nel rapporto come: < / strong> # 4-40 inserto | |
| filettato conico in ottoneVarian Torr Seal Vacuum Equipment High Vacuum Epoxy | Vacuum Products Canada Inc. | Conosciuto nel rapporto come: resina epossidica a bassa pressione | |
| Smiths Interconnect/IDI Contact Probes RAGGIO DIRETTO | Mouser Electornics | 818-S-100-D-3.5-G | Noto nel rapporto come: pogo pin |
| Smiths Interconnect/IDI Contact Probes Receptal Solder Cup Mouser | Electornics | 818-R-100-SC | strong>Conosciuto nel report come: tazza |
| di saldaturaTubo in teflon da 1/4" Negozio di | ferramenta | ||
| teflon | Negozio di ferramenta | ||
| Tubo da 1/4" x 1/8" Maschio NPT Connettore push-to-connect in ottone nichelato | Fastenal | 442064 | Non sono gli stessi utilizzati per questo studio, ma sono funzionalmente equivalenti Conosciuto nel rapporto come: connettore pneumatico push-to-connect |
| Rubinetto NPT da 1/8" NPT e chiave a T | Ferramenta | ||
| Valvole a innesto manuale con tubo da 1/4" Valvole a comando manuale | Fluidline | 7910-56-00< | strong>Noto nel rapporto come: valvole push-to-connect ad azionamento manuale |
| Sensore di umidità DHT22 Adafruit (piccolo) | Digi-Key | 385 | Noto nel rapporto come: sensore di umidità interno |
| Sensore di umidità DHT22 di Adafruit (grande) | Digi-Key | Noto nel rapporto come: sensore di umidità esterno | |
| Arduino Uno | Arduino | ||
| Glovebox ambiente | |||
| 10 kOhm Resistore | |||
| Oscilla Xtralien Scientific Python IDE | Oscilla | https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Conosciuto nel rapporto come: Python IDE |
Riferimenti
- Tremblay, J. -F. The rise of OLED displays. Chemical & Engineering News. 94 (28), 30-34 (2016).
- Kang, H., et al. Bulk-Heterojunction Organic Solar Cells: Five Core Technologies for Their Commercialization. Advanced Materials. 28 (36), 7821-7861 (2016).
- Jacoby, M.
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Ristampe e permessi
