Name: Una camera di stampa 3D per organico dispositivo optoelettronico degradazione test (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Scopri come costruire una camera ambientale stampata in 3D per la caratterizzazione ottica ed elettrica di dispositivi optoelettronici organici sensibili all'aria. Questo metodo permette modifiche rapide e versatili per diverse esigenze sperimentali.

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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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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

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...

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 applicazioni3,4,5 suggerisce che dispositivi a basso costo, facilmente trasformati sono suscettibili di trovare presto diffusa distribuzione. Tuttavia, tutte queste tecnologie soffrono una sensibilità agli agenti inquinanti atmosferici, in particolare l'umidità e ossigeno, che limita la loro effettiva durata6,7,8,9.
Per i ricercatori che studiano tali sistemi, può essere utile avere una camera adattabile, facile da usare, portatile e riutilizzabile per proteggere tali materiali sensibili o di esporli a contaminanti in un modo controllato10,11. Anche se è possibile utilizzare un vano portaoggetti per la caratterizzazione di dispositivi aria-sensibili, questi ambienti grandi, costosi e percorso fisso, inerti potrebbero essere incompatibili con l'ampia gamma di caratterizzazione che potrebbe essere necessarie. Per fornire un portatile alternativo, Reese et al. 10 proposto un piccolo alloggiamento di metallo basato su una flangia di vuoto standard adatta per la caratterizzazione elettrica ed ottica di dispositivi organici. Abbiamo adattato questo design, rendendolo meno costoso e più versatile mediante stampa 3D per produrre i componenti della camera. L'uso di stampa 3D, invece di lavorazione, permette regolazioni rapide, conveniente per cambiare campione o requisiti ambientali pur mantenendo l'utilità di progettazione di base. In questo contributo, ci illustra la procedura per rendere tale camera e utilizzarlo per estrarre le caratteristiche corrente-tensione di un dispositivo di diodo organico.
Un buon incapsulamento di organico e perovskite dispositivi dovrebbero avere WVTRs di 10-3 - 10-6 g/m2/giorno per a lungo termine dispositivo stabilità12,13, affinché le piccole infiltrazioni d'acqua nel dispositivo organico anche in molto condizioni difficili. Come quest'Aula è progettata per essere un ambiente controllato per il testing scopi piuttosto che un metodo di deposito o incapsulamento a lungo termine, i requisiti per una camera di efficace non sono rigorosi. La camera dovrebbe essere in grado di mantenere le proprietà del dispositivo entro un ragionevole lasso di tempo per eseguire esperimenti di caratterizzazione. La procedura operativa standard di utilizzo di PLA si traduce in una camera che può essere utilizzata per diversi giorni o anche settimane, con un flusso di gas incorporato, senza una perdita significativa delle proprietà del dispositivo.
Cambiando i materiali, o anche la forma e le dimensioni del corpo camera possono influenzare drasticamente la penetrazione degli agenti inquinanti dall'aria nella camera. Pertanto, l'ingresso di umidità e ossigeno deve essere attentamente monitorato per ogni disegno determinare l'efficacia della camera. Abbiamo, inoltre alla fabbricazione della camera, di delineare una procedura semplice per determinare la WVTR della sezione, utilizzando un sensore di umidità disponibili in commercio, per stabilire un calendario per l'uso della camera per la sperimentazione.
Tale camera semplice ma versatile consente più tipi di esperimenti per essere eseguita. Possono agire come ambienti di atmosfera inerte all'esterno del vano portaoggetti, adatto per caratterizzazioni elettriche ed ottiche attraverso la finestra e porte elettriche passanti. Loro portabilità permette loro di essere utilizzato con apparecchiature di caratterizzazione elettrica standard fuori dal laboratorio dove erano manufactured, che è utile nel round robin test per affidabilità14 o per ottenere misurazioni certificate del dispositivo prestazioni15. Questi alloggiamenti sono anche particolarmente utili per studiare gli effetti dell'introduzione di contaminanti per prove di degradazione controllata, con semplici modifiche. L'uso della stampa 3D permette una significativa, rapida adattabilità a cambiare layout di dispositivo, dimensioni, o i requisiti di test.

<table><tbody><tr><td>STAMPANTE 3D DESKTOP ORION DELTA RTP</td><td>SeeMeCNC</td><td>87999</td><td><forte>Noto nel rapporto come:</forte> Stampante 3D Filamento</td></tr><tr><td>PLA da 1,75 mm</td><td>SeeMeCNC</td><td>50241</td><td><forte>Noto nel rapporto come:</forte> PLA</td></tr><tr><td>Somos&reg; Camera WaterShed XC 11122</td><td>Somos</td><td>stampata presso Custom Prototypes, Toronto.</td><td>https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Conosciuto nel rapporto come: Polimero resistente all'acqua</td></tr><tr><td>CURA</td><td>CURA</td><td></td><td>https://ultimaker.com/en/products/cura-software Conosciuto in Report come: software di affettatura</td></tr><tr><td>Saldatore con 600&deg; Punta F</td><td>Weller</td><td>WTCPT</td><td></td></tr><tr><td>Xtralien X100 Sorgente Unità di misura</td><td>Ossila</td><td>E561</td><td>Noto nel rapporto come: Scheda di prova SMU</td></tr><tr><td>ZIF per substrati anodici pixelati</td><td>Ossila</td><td>E221</td><td>Noto nel rapporto come: Zero insetion force/ZIF Test Board;</td></tr><tr><td>Cavo</td><td></td><td></td><td></td>BNC</tr><tr><td>Generico USB A - B</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Generico USB A - Micro</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>#12 O-Ring</td><td></td><td></td><td>Fonte unkown Conosciuto nel rapporto come: o-ring</td></tr><tr><td>116 Butyl O-Ring</td><td>Global Rubber Products</td><td>116 VI70</td><td>Acquistato in negozio Conosciuto nel rapporto come: o-ring</td></tr><tr><td>Anello di sicurezza</td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Camera inferiore stampata in 3D in-house</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Camera superiore stampata in 3D</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>NA</td> Morsetto in ghisa KF50 <td>stampato in 3D</td></tr><tr><td>(alluminio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-C</td><td></td></tr><tr><td>Anello di centraggio KF50 (alluminio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-BRB</td><td></td></tr><tr><td>Sn60 / Pb40 Solder</td><td>MG Chemicals</td><td>4895-2270</td><td></td></tr> <tr><td># 4-40 x 3/16 "vite</td><td></td><td></td> a macchina <td>Negozio di ferramenta</td></tr> <tr><td># 4-40 IntThrd Ottone conico SingleVane Insert per Fastenal termoplastico</td><td></td><td>11125984</td><td>Fastenal richiede di essere affiliato con azienda / università Noto nel rapporto come: # 4-40 inserto</td></tr> <tr><td>filettato conico in ottoneVarian Torr Seal Vacuum Equipment High Vacuum Epoxy</td><td>Vacuum Products Canada Inc.</td><td></td><td>Conosciuto nel rapporto come: resina epossidica a bassa pressione</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Contact Probes RAGGIO DIRETTO</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-S-100-D-3.5-G</td><td>Noto nel rapporto come: pogo pin</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Contact Probes Receptal Solder Cup Mouser</td><td>Electornics</td><td>818-R-100-SC</td><<td>strong>Conosciuto nel report come: tazza</td></tr> <tr><td>di saldaturaTubo in teflon da 1/4" Negozio di</td><td>ferramenta</td><td></td><td></td></tr><tr>Nastro <td></td><td></td> in<td>teflon</td><td>Negozio di ferramenta</td></tr><tr><td>Tubo da 1/4" x 1/8" Maschio NPT Connettore push-to-connect in ottone nichelato</td><td>Fastenal</td><td>442064</td><td>Non sono gli stessi utilizzati per questo studio, ma sono funzionalmente equivalenti Conosciuto nel rapporto come: connettore pneumatico push-to-connect</td></tr><tr><td>Rubinetto NPT da 1/8" NPT e chiave a T</td><td></td><td></td><td>Ferramenta</td></tr><tr><td>Valvole a innesto manuale con tubo da 1/4" Valvole a comando manuale</td><td>Fluidline</td><td>7910-56-00<</td><td>strong>Noto nel rapporto come: valvole push-to-connect ad azionamento manuale</td></tr><tr><td>Sensore di umidità DHT22 Adafruit (piccolo)</td><td>Digi-Key</td><td>385</td><td>Noto nel rapporto come: sensore di umidità interno</td></tr><tr><td>Sensore di umidità DHT22 di Adafruit (grande)</td><td>Digi-Key</td><td></td><td>Noto nel rapporto come: sensore di umidità esterno</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glovebox ambiente</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 kOhm Resistore</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 Conosciuto nel rapporto come: Python IDE</td></tr></tbody></table>

una camera di stampa 3d per organico dispositivo optoelettronico degradazione test

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

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.

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...

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.

Una camera di stampa 3D per organico dispositivo optoelettronico degradazione test

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

Una camera ambientale portatile e versatile stampata in 3D può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'elettronica organica, in particolare relative al degrado dei dispositivi in varie condizioni. Il vantaggio principale dell'utilizzo di una camera stampata in 3D è che consente di effettuare rapide regolazioni in termini di costi, in base ai requisiti ambientali o di campionamento mutevoli, pur mantenendo l'utilità del design di base. Il basso costo e la velocità di produzione con la stampa 3D consentono ai ricercatori di modificare rapidamente i nostri progetti per adattarli ai loro scopi.Ciò include diverse dimensioni del dispositivo, porte aggiuntive e sensori aggiuntivi. Una caratteristica delle camere è il loro metodo di fabbricazione. Questo è un esempio di un progetto, una camera di prova IV da sei pixel.È realizzato utilizzando componenti stampati in 3D per la camera superiore, un anello di sicurezza e una camera inferiore. In questo modo si ottiene una panoramica dell'assemblaggio della camera con un dispositivo. L'o-ring e la guarnizione non sono stampati in 3D.Per ora, concentrati sulla camera superiore. Avere la faccia interna della camera superiore rivolta

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