Name: Una cámara 3D impreso para dispositivos optoelectrónicos orgánicos degradación pruebas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Aprende a construir una cámara ambiental impresa en 3D para caracterizar dispositivos optoelectrónicos orgánicos sensibles al aire. Este método permite ajustes rápidos y económicos para estudiar la degradación de dispositivos.

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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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Los autores no tienen nada que revelar.

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...

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 aplicaciones3,4,5 sugiere que dispositivos de bajo costo, fácilmente procesados están probables que pronto se encuentre generalizada implementación. Sin embargo, todas estas tecnologías sufren una sensibilidad a los contaminantes atmosféricos, particularmente la humedad y oxígeno, lo cual limita su vida efectiva6,7,8,9.
Para los investigadores estudiando estos sistemas, puede ser útil tener una cámara adaptable, fácil de usar, portable y reutilizable para proteger dichos materiales sensibles o exponerlos a contaminantes en una manera controlada10,11. Aunque es posible utilizar una guantera para la caracterización de dispositivos sensibles al aire, estos ambientes grandes, costosos y ubicación fija, inertes pueden ser incompatibles con la amplia gama de caracterización que se podrían necesitar. Para proporcionar un portátil alternativo, Reese et al. 10 propone una pequeña cámara de metal basado en una brida vacío estándar adecuada para la caracterización óptica y eléctrica de dispositivos orgánicos. Hemos adaptado este diseño, lo que es más barata y más versátil mediante el uso de 3D-impresión para producir los componentes de la cámara. El uso de la impresión en 3D, en lugar de mecanizado, permite ajustes rápidos, rentables a cambio de muestra o requisitos ambientales manteniendo la utilidad del diseño básico. En esta contribución, describir el procedimiento para hacer una cámara de esa y utilizarlo para extraer las características corriente-voltaje de un dispositivo de diodo orgánico.
Una buena encapsulación de orgánico y perovskita dispositivos deben tener WVTRs de 10-3 - 10-6 g/m2/día a largo plazo dispositivo estabilidad12,13, para poca entrada de agua en el aparato orgánico aún en muy duras condiciones. Esta cámara está diseñada para ser un entorno controlado para probar propósitos en lugar de un método de encapsulación o almacenamiento de información a largo plazo, los requisitos para una cámara eficaz no son tan estrictos. La cámara debe ser capaz de mantener las propiedades del dispositivo dentro de un plazo razonable para llevar a cabo experimentos de caracterización. El procedimiento de funcionamiento estándar de la utilización de PLA resulta en una cámara que puede utilizarse durante varios días o incluso semanas con un flujo de gas incorporado, sin pérdida significativa de las propiedades del dispositivo.
Cambiando los materiales, o incluso la forma y el tamaño del cuerpo de cámara pueden afectar drásticamente la penetración de los contaminantes del aire en la cámara. Por lo tanto, la penetración de humedad y oxígeno debe ser supervisados cuidadosamente para que cada diseño determinar la eficacia de la cámara. Adicionalmente a la fabricación de la cámara, describiremos un procedimiento simple para determinar la WVTR de la cámara utilizando un sensor de humedad disponible en el mercado, para establecer un calendario para el uso de la cámara de experimentación.
Una cámara sencilla pero versátil permite varios tipos de experimentos a realizar. Pueden actuar como ambientes de atmósfera inerte fuera de la guantera, conveniente para caracterización eléctrica y óptica a través de los puertos de paso eléctrico y ventanas. Su portabilidad le permite para ser utilizado con equipos estándar de caracterización eléctrica fuera del laboratorio donde se fabricaron, que es útil en pruebas de confiabilidad14 turnos o para obtener mediciones certificadas del dispositivo rendimiento15. Estas cámaras también son particularmente útiles para estudiar los efectos de la introducción de contaminantes para las pruebas de degradación controlada, con simples modificaciones. El uso de la impresión 3D permite una adaptabilidad rápida, significativa para cambiar configuraciones de dispositivo, tamaños, o requisitos de prueba.

<table><tbody><tr><td>IMPRESORA 3D DE ESCRITORIO ORION DELTA RTP</td><td>SeeMeCNC</td><td>87999</td><td>Conocido en Report As: Impresora 3D</td></tr><tr><td>1.75 mm PLA Filament</td><td>SeeMeCNC</td><td>50241</td><td>Known in Report As: PLA</td></tr><tr><td>Somos&reg; WaterShed XC 11122 cámara</td><td>Somos</td><td>impreso en Custom Prototypes, Toronto.</td><td>https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Conocido en el informe como: Polímero resistente al agua</td></tr><tr><td>CURA</td><td>CURA</td><td></td><td>https://ultimaker.com/en/products/cura-software Conocido en el informe como: software de corte</td></tr><tr><td>Soldador con 600&deg; Punta F</td><td>Weller</td><td>WTCPT</td><td></td></tr><tr><td>Xtralien X100 Unidad de medida de fuente</td><td>Ossila</td><td>E561</td><td>Conocido en el informe como: SMU</td></tr><tr><td>ZIF Test Board for Pixelated Anode Substrates</td><td>Ossila</td><td>E221</td><td>Conocido en el informe como: Zero insetion force/ZIF Test Board;</td></tr><tr><td>Cable</td><td></td><td></td><td></td>BNC</tr><tr><td>Genérico USB A - B</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Genérico USB A - Micro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>#12 O-Ring</td><td></td><td></td><td>Fuente unkown Conocido en el informe como: O-ring</td></tr><tr><td>116 Butyl O-Ring</td><td>Global Rubber Products</td><td>116 VI70</td><td>Comprado en la tienda Conocido en el informe como: junta tórica</td></tr><tr><td>Anillo de retención</td><td>McMaster</td><td>NA</td> impreso <td>en 3D internamente</td></tr><tr><td>Cámara inferior</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Impreso en 3D internamente</td></tr><tr><td>Cámara superior</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>impreso en 3D internamente</td></tr><tr><td>KF50 Abrazadera de fundición (aluminio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-C</td><td></td></tr><tr><td>Anillo de centrado KF50 (aluminio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-BRB</td><td></td></tr><tr><td>Soldadura Sn60/Pb40 MG</td><td>Chemicals</td><td>4895-2270</td><td></td></tr><tr><td>#4-40 x 3/16" tornillo de máquina</td><td></td><td></td><td>ferretería</td></tr><tr><td>#4-40 IntThrd Taper de latónInserto de una sola paleta para</td><td>sujetador</td> termoplástico <td>11125984</td><td>Fastenal requiere estar afiliado a la empresa / universidad Conocido en el informe como: #4-40 Inserto</td></tr> <tr><td>roscado cónico de latónEquipo de vacío Varian Torr Seal Productos de vacío epoxi de alto vacío</td><td>Canadá Inc.</td><td></td><td>Conocido en el informe como:</fuerte> epoxi de baja presión</td></tr><tr><td>Sondas de contacto Smiths Interconnect/IDI RADIO CON CABEZA</td><td>Electornics de Mouser</td><td>818-S-100-D-3.5-G</td><td>Conocido en el informe como: pin pogo</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Sondas de contacto Receptáculo Copa de soldadura</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-R-100-SC</td><<td>strong>Conocido en el informe como: copa</td></tr> <tr><td>de soldaduraFerretería de</td><td></td><td></td><td></td>tubos de teflón de 1/4"</tr><tr><td>Ferretería de</td>cinta <td></td><td></td> de<td>teflón</td> Ferretería</tr><tr><td>Tubo de 1/4" x 1/8" macho NPT Latón niquelado Conector de</td><td>fijación</td><td>442064</td><td>No son los mismos que se utilizaron para este estudio, pero son funcionalmente equivalentes Conocido en el informe como: conector neumático push-to-connect</td></tr> 1<tr><td>/8" NPT Grifo y llave en T</td><td></td><td></td><td>Ferretería</td></tr><tr><td>Válvulas manuales push-to-connect de tubo de 1/4"</td><td>Fluidline</td><td>7910-56-00</td><td>Conocido en el informe como: válvulas push-to-connect de accionamiento manual</td></tr><tr><td>Sensor de humedad Adafruit DHT22 (pequeño)</td><td>Digi-Key</td><td>385</td><td>Conocido en el informe como: sensor de humedad interno</td></tr><tr><td>Adafruit DHT22 Sensor de humedad (grande)</td><td>Digi-Key</td><td></td><td>Conocido en el informe como: sensor de humedad externo</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glovebox environment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 kOhm Resistor</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oscilla Xtralien Scientific Python IDE</td><td>Oscilla</td><td></td><td>https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Conocido en el informe como: IDE de Python</td></tr></tbody></table>

una cámara 3d impreso para dispositivos optoelectrónicos orgánicos degradación pruebas

A 3D-printed Chamber for Organic Optoelectronic Device Degradation Testing

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.

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 ...

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.

Una cámara 3D impreso para dispositivos optoelectrónicos orgánicos degradación pruebas

In this manuscript, we outline the manufacture of a small, portable, easy-to-use atmospheric chamber for organic and perovskite optoelectronic devices, ...

Una cámara ambiental portátil y versátil impresa en 3D puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la electrónica orgánica, particularmente relacionada con la degradación de dispositivos en diversas condiciones. La principal ventaja de utilizar una cámara impresa en 3D es que permite realizar ajustes rápidos en función de los costes, en función de los requisitos cambiantes de la muestra o del entorno, manteniendo al mismo tiempo la utilidad del diseño básico. El bajo coste y la velocidad de la producción mediante impresión 3D permiten a los investigadores modificar rápidamente nuestros diseños para adaptarlos a sus propósitos.Esto incluye diferentes tamaños de dispositivos, puertos adicionales y sensores adicionales. Una característica de las cámaras es su método de fabricación. Este es un ejemplo de un diseño, una cámara de prueba IV de seis píxeles.Se fabrica con componentes impresos en 3D para la cámara superior, un anillo de retención y una cámara inferior. Esto proporciona una visión general del ensamblaje de la cámara con un dispositivo. La junta tórica y la junta no están impresas en 3D.Por ahora, concéntrese en la cámara superior. Tener la cara interior de la cá

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