Name: Uma câmara 3D-impresso para orgânicos dispositivo optoeletrônico testes de degradação (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Aprenda a construir uma câmara ambiental 3D para testes de degradação de dispositivos optoeletrônicos orgânicos sensíveis ao ar. Este método permite ajustes rápidos e custo-efetivos para diferentes configurações experimentais.

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Os autores reconhecem Peter Jonosson e o Lyons novo centro de mídia para a impressão 3D das câmaras. Esta pesquisa foi apoiada pelo 436100-2013 RGPIN, ER15-11-123, o McMaster Dean de engenharia excelência graduação verão Research Award e o programa de oportunidades de pesquisa de graduação.

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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Os passos críticos em recriar este experimento incluem a impressão das câmaras para evitar rachaduras, lacunas ou pobres características no preenchimento que podem diminuir o WVTR, selagem da câmara para evitar qualquer infiltração de umidade e oxigênio apertando o gancho da KF50 alcançar uma vedação completa entre as câmaras superiores e inferiores, usando um epóxi de baixa pressão vácuo-avaliado em torno os pinos de contacto ou qualquer feedthroughs para impedir qualquer vazamento e criar um selo entre a amostra e a câ...

Orgânica e perovskita dispositivos optoeletrônicos, células solares e diodos emissores de luz baseados no conjugado π semicondutores moléculas orgânicas e haletos de organometal são um crescente campo de pesquisa. Orgânicos diodos emissores de luz (OLEDs) já são um elemento tecnológico importante na iluminação e exibe1, e células fotovoltaicas orgânicas começaram a atingir eficiências que torná-los competitivos com silício amorfo2. O recente avanço rápido de dispositivos baseados em perovskita para absorver luz e emissores de luz aplicações3,4,5 sugere que dispositivos de baixo custo, facilmente transformados são prováveis encontrar logo generalizada implantação. No entanto, todas essas tecnologias sofrem uma sensibilidade para contaminantes atmosféricos, particularmente de umidade e oxigênio, o que limita suas vidas eficaz6,7,8,9.
Para os investigadores a estudar tais sistemas, pode ser útil ter uma câmara adaptável, fácil de usar, portátil e reutilizável para proteger tais materiais sensíveis ou de expô-las a contaminantes em uma maneira controlada10,11. Embora seja possível usar uma caixa de luvas para a caracterização de dispositivos sensíveis ao ar, esses ambientes grandes, caros e local fixo, inertes podem ser incompatíveis com a vasta gama de caracterização que pode ser necessária. Para fornecer um portátil alternativa, Reese et al 10 propôs uma pequena câmara de metal com base em um flange padrão de vácuo adequado para a caracterização de dispositivos orgânicos eléctrica e óptica. Nós adaptamos este projeto, tornando-o mais barato e mais versátil por meio de impressão 3D para produzir os componentes da câmara. O uso de impressão 3D, ao invés de usinagem, permite ajustes rápidas e econômicas para mudar de amostra ou exigências ambientais, mantendo a utilidade do projeto básico. Esta contribuição, podemos delinear o procedimento para fazer tal uma câmara e usá-lo para extrair as características corrente-tensão de um dispositivo de diodo orgânico.
Um bom encapsulamento de orgânicos e perovskita dispositivos devem ter WVTRs de 10-3 - 10-6 g/m2/dia para longo prazo dispositivo estabilidade12,13, para garantir a entrada de água pequeno no dispositivo orgânico mesmo em muito condições adversas. Como esta câmara é projetada para ser um ambiente controlado para testes fins ao invés de um método de armazenamento ou encapsulamento a longo prazo, os requisitos para uma câmara de eficaz não são tão rigorosos. A câmara deve ser capaz de manter as propriedades do dispositivo dentro de um prazo razoável para realizar experiências de caracterização. O procedimento operacional padrão do uso de PLA resulta em uma câmara que pode ser usada por vários dias ou mesmo semanas, com um fluxo de gás incorporado, sem uma perda significativa de propriedades do dispositivo.
Mudando os materiais, ou até mesmo a forma e o tamanho do corpo câmara drasticamente podem afetar a penetração de contaminantes do ar dentro da câmara. Portanto, a infiltração de umidade e oxigênio precisa ser cuidadosamente monitorizados para cada projeto determinar a eficácia da câmara. Além para a fabricação da câmara, descrevem um procedimento simples para a determinação do WVTR da câmara, usando um sensor de umidade disponível comercialmente, para estabelecer um prazo para a utilização da câmara para a experimentação.
Uma câmara tão simples, mas versátil permite vários tipos de experimentos para ser executada. Eles podem atuar como ambientes de atmosfera inerte, fora o porta-luvas, adequado para caracterizações elétricas e ópticas através dos portos de passagem elétrica direta e janela. Sua portabilidade permite que eles para ser usado com equipamentos de caracterização elétrica padrão fora do laboratório onde foram fabricadas, que é útil no round robin, testes de confiabilidade14 ou para obter medições de certificados do dispositivo desempenho15. Estas câmaras são também particularmente útil para estudar os efeitos da introdução de contaminantes para os ensaios de degradação controlada, com simples modificações. O uso de impressão 3D permite uma significativa, rápida adaptabilidade para mudar layouts de dispositivo, tamanhos, ou exigências de teste.

<table><tbody><tr><td>IMPRESSORA 3D ORION DELTA DESKTOP RTP</td><td>SeeMeCNC</td><td>87999</td><td>Conhecida no Relatório Como: Impressora 3D</td></tr><tr><td>1.75 mm PLA Filament</td><td>SeeMeCNC</td><td>50241</td><td>Conhecida no Relatório Como: PLA</td></tr><tr><td>Somos&reg; Câmara WaterShed XC 11122 Somos</td><td></td><td>impressa na Custom Prototypes, Toronto.</td><td>https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Conhecido no relatório como: Polímero resistente à água</td></tr><tr><td>CURA</td><td>CURA</td><td></td><td>https://ultimaker.com/en/products/cura-software Conhecido no relatório como:software de fatiamento </td></tr><tr><td>Ferro de solda com 600&deg; Ponta F</td><td>Weller</td><td>WTCPT</td><td></td></tr><tr><td>Xtralien X100 Unidade de Medida de Fonte</td><td>Ossila</td><td>E561</td><td>Conhecido no relatório como: SMU</td></tr><tr><td>ZIF Test Board para substratos de ânodo pixelado</td><td>Ossila</td><td>E221</td><td>Conhecido no relatório como: Zero insetion force/ZIF Test Board;</td></tr><tr><td>Cabo</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>Fonte desconhecida Conhecida no relatório como: o-ring</td></tr><tr><td>116 Butyl O-Ring</td><td>Global Rubber Products</td><td>116 VI70</td><td>Comprada na loja Conhecida no relatório como: anel de vedação</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Câmara inferior interna impressa em 3D</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>NA</td><td>Câmara superior interna impressa em 3D</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>NA</td> grampo <td>fundido KF50 impresso em 3D</td></tr><tr><td>(alumínio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-C</td><td></td></tr><tr><td>KF50 Anel de centralização (alumínio)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>QF50-200-BRB</td><td></td></tr><tr><td>Sn60/Pb40 Solda</td><td>MG Chemicals</td><td>4895-2270</td><td></td></tr><tr><td>#4-40 x 3/16" parafuso</td><td></td><td></td> de máquina <td>Loja de ferragens</td></tr><tr><td>#4-40 IntThrd Inserto de Palheta Única de Latão para</td><td>Fixação</td><td>Termoplástica 11125984</td><td>Fastenal requer ser afiliado à empresa/universidade <forte>Conhecido no Relatório Como: #4-40 inserto</td></tr> <tr><td>roscado cônico de latãoEquipamento de vácuo de vedação Torr Varian Produtos de vácuo epóxi de alto vácuo</td><td>Canada Inc.</td><td></td><td><forte>Conhecido no relatório como:</forte> epóxi de baixa pressão</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Sondas de contato HEADED RADIUS</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-S-100-D-3.5-G</td><td>Conhecido no relatório como: pogo pin</td></tr><tr><td>Smiths Interconnect/IDI Sondas de contato Receptáculo Copo de solda</td><td>Mouser Electornics</td><td>818-R-100-SC</td><<td>strong>Conhecido no relatório como: copo</td></tr> <tr><td>de soldaTubo de Teflon de 1/4" Loja de</td><td></td><td></td><td>ferragens</td></tr><tr>Fita <td></td><td></td><td>de teflon</td><td>Loja de ferragens</td></tr><tr><td>Tubo de 1/4" x 1/8" NPT macho Niquelado Latão Niquelado Conector Push-to-Connect</td><td>Fastenal</td><td>442064</td><td>Não são os mesmos usados para este estudo, mas são funcionalmente equivalentes Conhecido no relatório como: conector pneumático push-to-connect</td></tr><tr><td>1/8" NPT Tap e chave T</td><td></td><td></td><td>Loja de ferragens</td></tr><tr><td>Válvulas de Conexão Manual Push-to-Connect de 1/4"</td><td>Fluidline</td><td>7910-56-00</td><td>Conhecido no Relatório Como:</forte> válvulas de conexão manual Sensor de</td></tr><tr><td>Umidade Adafruit DHT22 (pequeno)</td><td>Digi-Key</td><td>385</td><td><forte>Conhecido no Relatório Como:</forte> sensor de umidade interna</td></tr><tr><td>Sensor de Umidade Adafruit DHT22 (grande)</td><td>Digi-Key</td><td></td><td>Conhecido no relatório como: sensor de umidade externa</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ambiente</td><td></td><td></td><td></td>do porta-luvas</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 Conhecido no relatório como: IDE Python</td></tr></tbody></table>

uma câmara 3d-impresso para orgânicos dispositivo optoeletrônico testes de degradação

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

Neste manuscrito, descrevem a fabricação de uma câmara atmosférica pequena, portátil, fácil de usar para orgânicos e dispositivos optoeletrônicos de perovskita, usando 3D-impressão. Como estes tipos de dispositivos são sensíveis à umidade e oxigênio, tal uma câmara pode ajudar pesquisadores em caracterizar as propriedades eletrônicas e estabilidade. A câmara destina-se a ser usado como um ambiente temporário, reutilizável e estável com propriedades controladas (incluindo a introdução de gás, umidade e temperatura). Ele pode ser usado para proteger materiais sensíveis ao ar ou expô-los a contaminantes de forma controlada para estudos de degradação. Para caracterizar as propriedades da câmara, descrevem um procedimento simples para determinar a taxa de transmissão de vapor de água (WVTR) usando a umidade relativa do ar, medida por um sensor de umidade padrão. Este procedimento operacional padrão, usando uma densidade de enchimento de 50% de ácido polilático (PLA), resulta em uma câmara que pode ser usada por semanas sem qualquer perda significativa de propriedades do dispositivo. A versatilidade e facilidade de utilização da câmara permite que ser adaptado para qualquer condição de caracterização que requer um ambiente controlado compacto.

Medições de corrente-tensão:
Esta câmara é projetada para permitir o teste de um dispositivo de diodo sensíveis ao ar, como uma célula solar orgânica ou perovskita ou um diodo emissor de luz. Ele pode atuar como um encapsulamento reutilizável, temporário ou como um método de introdução de contaminantes para realizar testes de degradação controlada. As curvas de densidade de corrente-tensão (JV) mostradas aqui fo...

Aqui, apresentamos um protocolo para o projeto, fabricação e uso de um simples e versátil 3D-impresso e controlada atmosférica câmara para caracterização óptica e elétrica de dispositivos optoeletrônicos orgânicos sensíveis ao ar.

Uma câmara 3D-impresso para orgânicos dispositivo optoeletrônico testes de degradação

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

Uma câmara ambiental portátil e versátil impressa em 3D pode ajudar a responder a perguntas-chave no campo da eletrônica orgânica, particularmente relacionadas à degradação de dispositivos sob várias condições. A principal vantagem de usar uma câmara impressa em 3D é que ela permite que ajustes rápidos e afetivos de custo sejam feitos, alterando a amostra ou os requisitos ambientais, mantendo a utilidade do design básico. O baixo custo e a velocidade de produção usando impressão 3D permitem que os pesquisadores modifiquem rapidamente nossos projetos para atender aos seus propósitos.Isso inclui diferentes tamanhos de dispositivos, portas extras e sensores adicionais. Uma característica das câmaras é o seu método de fabricação. Este é um exemplo de um projeto, uma câmara de teste IV de seis pixels.É feito usando componentes impressos em 3D para a câmara superior, um anel de retenção e uma câmara inferior. Isso fornece uma visão geral da montagem da câmara com um dispositivo. O anel de vedação e a junta não são impressos em 3D.Por enquanto, concentre-se na câmara superior. Tenha a face interna da câmara superior voltada para cima. Localize um dos quatro orifícios piloto e faça um furo

a-3d-printed-chamber-for-organic-optoelectronic-device-degradation

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Engenharia

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Este artigo descreve um protocolo juntamente com um estudo comparativo de duas técnicas de fabricação microfluida, a fotolitografia/gravura úmida/ligação térmica e Gravura Seletiva induzida por laser (SLE), que são adequadas para condições de alta pressão. Essas técnicas constituem plataformas de habilitação para observação direta do fluxo de fluidos em mídia permeável substituta e sistemas fraturados em condições de reservatório.

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