Aquí, presentamos un protocolo para el diseño, fabricación y uso de una cámara atmosférica 3D impreso y controlada simple y versátil para la caracterización óptica y eléctrica de dispositivos optoelectrónicos orgánicos sensibles al aire.
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Artículo de método
Una cámara 3D impreso para dispositivos optoelectrónicos orgánicos degradación pruebas
En este artículo
Resumen
Resumen
En este manuscrito, describiremos la fabricación de una cámara atmosférica pequeña, portátil y fácil de usar para orgánicos y dispositivos optoelectrónicos de perovskita, con impresión 3D. Como este tipo de dispositivos es sensible a la humedad y el oxígeno, tal cámara puede ayudar a los investigadores en la caracterización de las propiedades electrónicas y estabilidad. La cámara está diseñada para ser utilizado como un medio temporal, reutilizable y estable con propiedades controladas (incluyendo humedad, introducción de gas y temperatura). Puede ser utilizado para proteger los materiales sensibles al aire o exponerlos a contaminantes de forma controlada para estudios de degradación. Para caracterizar las propiedades de la cámara, describiremos un procedimiento sencillo para determinar la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) con humedad relativa medida por un sensor de humedad estándar. Este procedimiento operativo estándar, usando una densidad de relleno de 50% de ácido poliláctico (PLA), resulta en una cámara que se puede utilizar durante semanas sin pérdida significativa de propiedades del dispositivo. La versatilidad y facilidad de uso de la cámara le permite adaptarse a cualquier condición de caracterización que requiere de un ambiente controlado por el Pacto.
Introducción
Dispositivos optoelectrónicos orgánicos y perovskita, células solares y diodos emisores de luz basados en moléculas orgánicas semiconductores π-conjugados y organometálicos de haluros son un creciente campo de investigación. Orgánicos diodos emisores de luz (OLEDs) son ya un elemento tecnológico importante en la iluminación y muestra1, y photovoltaics orgánicos han comenzado a lograr eficiencias que los hacen competitivos con silicio amorfo2. El reciente adelanto rápido de dispositivos basados en la perovskita para absorber luz y emiten luz aplicaciones3,4,<....
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Protocolo
1. las partes de la cámara de impresión 3D
Nota: Todos preparación impresora, configuración de software de "cortar" y parámetros de impresión eran específicos a la impresora indicada en la Tabla de materiales. Hay una amplia gama de impresoras 3D, cada uno con su propio conjunto de parámetros óptimo y pasos de preparación. También hay una amplia gama de colores posible para el filamento del polímero utilizado para las piezas impresas. No es necesario utilizar el mismo plástico para cada parte.
- Seleccione los archivos .stl correspondiente basados en la configuración de la cámara deseada.
Nota: Estas configuracio....
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Resultados
Medidas de voltaje de corriente:
Esta cámara está diseñada para permitir la prueba de un dispositivo de diodo aire-sensibles, tales como una célula solar orgánica o perovskita o un diodo emisor de luz. Puede actuar como una encapsulación reutilizable, temporal o como un método de la introducción de contaminantes para realizar pruebas de degradación controlada. Las curvas de densidad de corriente-voltaje (JV) se .......
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Discusión
Los pasos críticos en recrear este experimento incluyen la impresión de las cámaras para evitar grietas, huecos o pobres características de relleno que pueden disminuir la WVTR, sellado de la cámara para evitar cualquier entrada de humedad y oxígeno apretando la abrazadera KF50 conseguir una completa estanqueidad entre las cámaras superior e inferior, mediante un epoxy de baja presión nominal de vacío alrededor de las clavijas de contacto o cualquier pasantes para evitar cualquier fuga y crear un sello entre la muestra y.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores reconocen Peter Jonosson y el centro de prensa nueva de Lyon para la impresión 3D de las cámaras. Esta investigación fue apoyada por 436100-2013 RGPIN ER15-11-123, el McMaster Decano de ingeniería licenciatura verano investigación Premio a la excelencia y el programa de oportunidades de investigación de pregrado.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| IMPRESORA 3D DE ESCRITORIO ORION DELTA RTP | SeeMeCNC | 87999 | Conocido en Report As: Impresora 3D |
| 1.75 mm PLA Filament | SeeMeCNC | 50241 | Known in Report As: PLA |
| Somos® WaterShed XC 11122 cámara | Somos | impreso en Custom Prototypes, Toronto. | https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Conocido en el informe como: Polímero resistente al agua |
| CURA | CURA | https://ultimaker.com/en/products/cura-software Conocido en el informe como: software de corte | |
| Soldador con 600° Punta F | Weller | WTCPT | |
| Xtralien X100 Unidad de medida de fuente | Ossila | E561 | Conocido en el informe como: SMU |
| ZIF Test Board for Pixelated Anode Substrates | Ossila | E221 | Conocido en el informe como: Zero insetion force/ZIF Test Board; |
| Cable | |||
| Genérico USB A - B | |||
| Genérico USB A - Micro | |||
| #12 O-Ring | Fuente unkown Conocido en el informe como: O-ring | ||
| 116 Butyl O-Ring | Global Rubber Products | 116 VI70 | Comprado en la tienda Conocido en el informe como: junta tórica |
| Anillo de retención | McMaster | NA | en 3D internamente |
| Cámara inferior | McMaster | NA | Impreso en 3D internamente |
| Cámara superior | McMaster | NA | impreso en 3D internamente |
| KF50 Abrazadera de fundición (aluminio) | Kurt J. Lesker | QF50-200-C | |
| Anillo de centrado KF50 (aluminio) | Kurt J. Lesker | QF50-200-BRB | |
| Soldadura Sn60/Pb40 MG | Chemicals | 4895-2270 | |
| #4-40 x 3/16" tornillo de máquina | ferretería | ||
| #4-40 IntThrd Taper de latónInserto de una sola paleta para | sujetador | 11125984 | Fastenal requiere estar afiliado a la empresa / universidad Conocido en el informe como: #4-40 Inserto |
| roscado cónico de latónEquipo de vacío Varian Torr Seal Productos de vacío epoxi de alto vacío | Canadá Inc. | Conocido en el informe como: epoxi de baja presión | |
| Sondas de contacto Smiths Interconnect/IDI RADIO CON CABEZA | Electornics de Mouser | 818-S-100-D-3.5-G | Conocido en el informe como: pin pogo |
| Smiths Interconnect/IDI Sondas de contacto Receptáculo Copa de soldadura | Mouser Electornics | 818-R-100-SC | strong>Conocido en el informe como: copa |
| de soldaduraFerretería de | |||
| Ferretería de | teflón | ||
| Tubo de 1/4" x 1/8" macho NPT Latón niquelado Conector de | fijación | 442064 | No son los mismos que se utilizaron para este estudio, pero son funcionalmente equivalentes Conocido en el informe como: conector neumático push-to-connect |
| /8" NPT Grifo y llave en T | Ferretería | ||
| Válvulas manuales push-to-connect de tubo de 1/4" | Fluidline | 7910-56-00 | Conocido en el informe como: válvulas push-to-connect de accionamiento manual |
| Sensor de humedad Adafruit DHT22 (pequeño) | Digi-Key | 385 | Conocido en el informe como: sensor de humedad interno |
| Adafruit DHT22 Sensor de humedad (grande) | Digi-Key | Conocido en el informe como: sensor de humedad externo | |
| Arduino Uno | Arduino | ||
| Glovebox environment | |||
| 10 kOhm Resistor | |||
| Oscilla Xtralien Scientific Python IDE | Oscilla | https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Conocido en el informe como: IDE de Python |
Referencias
- 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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Reimpresiones y permisos
