3D baskı odası için organik opto-elektronik aygıt bozulması test

Organik ve perovskite opto-elektronik cihazlar, güneş hücreleri ve ışık - yayan diyotlar π Birleşik Yarıiletken organik moleküller ve organometal halojenürlerden dayalı araştırma hızla büyüyen bir alan vardır. Organik ışık - yayan diyot (OLED) zaten aydınlatmada büyük bir teknolojik öğesi ve¹görüntüler ve organik fotovoltaik amorf silikon²ile rekabet yapmak onları verimliliği elde etmeye başlamışlardır. Düşük maliyetli, kolay işlenen aygıtları yakında yaygın bulmak olasıdır ışık emici ve ışık yayan uygulamaları^3,4,5 için perovskite tabanlı aygıtlar son hızlı ilerlemesi öneriyor dağıtım. Ancak, tüm bu teknolojilerin atmosferik kirleticiler, özellikle nem ve oksijen, onların etkili yaşam süreleri^6,7,8,9sınırlayan bir hassasiyeti muzdarip.

Bu tür sistemleri eğitim araştırmacılar için bir uyarlanabilir, kullanımı kolay, taşınabilir ve yeniden kullanılabilir odasına bu hassas materyalleri korumak için veya kirletici bir kontrollü şekilde^10,11' deki yönergeleri için karşılaşmazlar yararlı olabilir. Bir torpido hava-hassas aygıtlar karakterizasyonu için kullanmak mümkün olsa da, bu büyük, pahalı ve sabit-location, inert ortamlara gerekebilir karakterizasyonu geniş yelpazesi ile uyumsuz olabilir. Taşınabilir alternatif, Reese ve ark. sağlamak için ¹⁰ çift vakum flanş organik cihazlar elektrikli ve optik karakterizasyonu için uygun küçük bir metal odası dayalı evlenme teklif etti. Bu tasarım, daha ucuz ve daha çok yönlü kullanarak 3D baskı odası bileşenleri üretmek için yapım o adapte olması. 3D baskı yerine, işleme, kullanımına örnek veya çevre koruma gereksinimlerini temel tasarım yarar koruyarak değişen hızlı, uygun maliyetli ayarlamaları için izin verir. Bu katkı biz böyle bir oda olmak için yordamı anahat ve bir organik diyot aygıtın akım-gerilim özelliklerini ayıklamak için kullanabilirsiniz.

İyi bir kapsülleme organik ve perovskite aygıt-meli-si olmak 10^-3 - 10^-6 g/m²WVTRs/organik cihazın içine küçük su giriş sağlamak için uzun vadeli aygıt istikrar^12,13, gün bile çok sert koşulları. Bu odayı uzun vadeli depolama veya kapsülleme yöntem yerine amacıyla test etmek için kontrollü bir ortam olarak tasarlanmıştır, etkili bir odası için gereksinimleri sıkı etkilenmez. Odasının karakterizasyonu deneyler gerçekleştirmek için makul bir zaman çerçevesi içinde aygıt özelliklerini korumak için güçlü olmalı. PLA kullanarak standart işletim prosedürü sonuç hangi-ebilmek var kullanılmış birkaç gün ya da bir bölmede aygıt özelliklerinin önemli bir kayıp olmadan bir dahili gaz akışı ile hafta.

Malzemeler, değiştirme ya da hatta şekil ve büyüklük odası vücudun hava kirleticileri penetrasyon odasına büyük ölçüde etkileyebilir. Bu nedenle, nem ve oksijen girişine her tasarım odası etkinliğini belirlemek dikkatle izlenmesi gerekir. Biz, Ayrıca odası kullanım için deneme için bir takvim oluşturmak için piyasada bulunan Nem sensörü, kullanarak WVTR odasının, belirlemek için basit bir işlem odası, imalat için anahat.

Basit ama çok yönlü odası birden çok tür deneyler için yapılması için izin verir. İnert atmosfer koşulları dışında torpido, elektrik feedthrough bağlantı noktaları ve pencere ile elektrikli ve optik karakterizasyonu için uygun olarak hareket edebilir. Onları test güvenilirlik¹⁴ için hepsini bir kez deneme yararlıdır nerede onlar üretildi, laboratuar dışında standart elektriksel karakterizasyonu ekipman ile kullanılmak üzere veya fatura ölçüleri cihazın elde etmek onların taşınabilirlik sağlar Performans¹⁵. Bu odaları da giriş basit değişiklikler ile kontrollü bozulması testler için kirletici etkileri eğitimi için özellikle yararlı olur. 3D baskı aygıtı düzenlerini, boyutları, değiştirme veya test şartları için önemli ve hızlı bir uyum sağlar.

1. 3D baskı odası parçaları

Not: Tüm yazıcı hazırlık, "dilimleyici" yazılım ayarları ve baskı parametrelerini belirli Malzemeler tablobelirtilen yazıcıya vardı. Geniş bir dizi 3D yazıcılar, her biri kendi hazırlık adımları ve en uygun parametreler kümesi vardır. Basılı parçalar için kullanılan polimer filaman için olası renkleri geniş bir dizi mevcuttur. Bu aynı plastik her bölümü için kullanmak için gerekli değildir.

1. İstenen oda yapılandırmasına göre karşılık gelen .stl dosyaları seçin.
   Not: Bu yapılandırmalar Şekil 1' de, birlikte patladı görüntülemek bir tam odası yapılandırma ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
2. Yazıcının okuyacak .gcode dosyaları .stl dosyaları dönüştürmek için dilimleme yazılımı kurar.
   1. Malzemeleri tablodalistelenen Dilimleme yazılımı indirin.
   2. Yazıcının diğer için giderek kullanýlýr ve yazıcıyı kullanmak üzere bulun.
   3. Ayarları gidin > Yazıcı > Yazıcıları yönetme > Makine ayarları ve ayarları Şekil 2' de gösterildiği gibi değiştirin.
3. Kullanıcı İstenen parametreler ile dilimleme yazılım ile .gcode dosyaya .stl dosyası dönüştürün.
4. Dönüştürülmüş .gcode dosyasını SD karta kaydedin ve 3D yazıcıya takın.
5. 3D yazıcı kullanmak için hazırlamak.
   1. Mavi maskeleme bandı ile yazdırma yatak örtüsü. Hiçbir ters akıntılar, hava kabarcıkları veya düz olmayan yüzeylerde yüzey üzerinde bir kredi kartı türü nesne çalıştırarak olduğundan emin olun.
   2. Yazıcı yatak gerekirse seviye. Yöntem başına yazıcı farklıdır ve araştırılmış olması.
6. SD karttan yazdırmak için 3D printerlere harcama maddeler ekranda gidin ve istediğiniz dosyayı seçin.
   Not: Yazıcının olacak, ilk başta, onun yatak ve meme, ısı ve sonra Yazdır başlayacak.
7. 1.3-1.6 yazdırılacak her bölüm için yineleyin.

Şekil 1: şemayı göster test odası ile bir yapılandırma tablosu. (bir) Bu tablo çeşitli odası yapılandırmaları için .stl dosyaları gösterir. Satırları 3D render şemaları varyasyonları yazdırılacak her odası bölümü göster. Sütunları tek bir oda tamamlamak için gerekli parçaları göstermek. Bir oda bir alt kamara veya gaz bağlantı noktası, her ikisi de olan bir alt kamara olacaktır unutmayın. (b) Bu panel 4 piksel IV test yapılandırması için basılı bir odası ayrılmış bir CAD görünümünü gösterir. O-ring, organik aygıt ve KF50 merkezleme conta baskılı 3D olmadığına dikkat edin. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2: 3D yazıcı ayarlarını. Bu bir odaları için 3D baskılı parçalar üretmek için dilimleme yazılımda gerekli makine ayarları var. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

2. üst odası derleme

1. Dişli ekler üst odasına ekleyin ( 3b rakam dişli ekler uygulamak nasıl bilgi için bakınız).
   1. 4 dokunarak delik çapı (boyut 21 İmparatorluk) 0.397 cm derinliğe 0,404 cm (5/32) basılı üst odası alt 4 pilot boşluklar ( Şekil 1a' ya bakınız).
   2. Bir pirinç Konik dişli Ekle #4-40 iş parçacığı boyutu (0.248 cm çapında) ile delinmiş deliğe daha küçük çaplı aşağı bakacak şekilde yerleştirin.
   3. Bir havya açın. 330-350 ° C civarında ısıtıldığında, Havya ucunu dişli eklemek için tuşuna basın ve eklemek hazırlanmış deliklere slayt izin vermek üzere plastik ısıtır gibi Anma basıncı uygulayın. (INSERT düz aşağı hareket ediyor sağlanması) basınç uygulayarak eklemek en iyi yüz kadar tutmak ve en iyi oda alt yüzü vardır yaklaşık 1 mm ayrı.
   4. Plastik top odası alt yüzü ile aynı hizada olduğundan emin olmak için hala sıcakken yeşilaycı ucun en iyi yüz karşı kenarındaki hafifçe basın. Devam etmeden önce soğumasını plastik 1 dakika izin verin.
   5. Ekler hizalamasını istinat yüzüğü Ekle yerleştirip delikleri sıraya girin görmek için kontrol emin olun. Şekil 3 cbakın.
   6. Adımları 2.1.2 - 2.1.5 tüm 4 ekler için yordamı yineleyin.
2. Yerleştirin ve dairesel oluk içine boyutu-116 butil O-ring üst odası alt tuşuna basın.
3. Organik cihazın O-ring üstüne yerleştirin (bkz. Şekil 4 2 mümkün piksel desen ayrıntıları için).
   Not: Tek bir organik cihaz bağımsız olarak ölçülebilir bireysel diyotlar sayısı kadar yapılabilir. Bunlar "piksel" adlandırılır Şekil 4 desenleri organik cihazın yönünü temsil etmek en iyi odasında yer almalıdır. Çentik odası tarafında soldaki organik aygıtın (4 piksel) veya (göre yönlendirme işaretleri Şekil 4desenleri) organik aygıt (6-piksel) aşağıda olmalıdır.
4. Bir torpido ortamında üst odası istinat halka dört 4-40 iş parçacığı vidayı (0.248 cm çapında, 0,478 cm uzunluğunda) vidalama ile istinat halka aracılığıyla dişli ekler sıkıştırın. Cihazın istinat halka ve O-ring arasındaki basın. Cihazın artımlı olarak vida vidalama ile çatlamak değil için aşırı dikkatli, sekizde bir gidiş her geçişte arkanı dön.
   Not: yeterli bir mühür garantilemek için O-ring 15-%25 sıkıştırma ile cihazın her yerde karşı basıldığında kontrol edin.

Şekil 3: en iyi TMMOB montaj. (bir) Bu panel sökülüp 4 piksel üst odası gösterir. (b) Bu panel dişli ekler uygulanması bir havya kullanarak üst odasında gösterir. (c) bu panelin üst odası (O-ring ve vidaları netlik için gösterilmez Not) istinat ringe hizalamasını gösterilen kısmen birleştirilmiş üst odası bileşenleri gösterir. PLA plastik farklı renkleri çeşitli yerlerinde yazdırma için kullanılmıştır; Bunlar odası performans üzerinde etkisi yoktur. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4: olası aygıt piksel desenleri PIN düzen. Bu paneller kişi PIN pozisyonlar için (bir) 4 piksel ve (b) bir 6-piksel IV test odası yapılandırmasını atamak için kullanılan organik güneş pili veya ışık yayan diyot aygıt yerleşimini göster. Her piksele yönlendirme işaretleri (yeşil yıldız) atıfta bulunarak odasında doğru yerleştirme için numaralandırılmıştır. Siyah ve kırmızı daireler anot ve katot kişiler (Örneğin, PIN pozisyonlar), sırasıyla temsil eder. 6-piksel yapılandırma için en iyi iki piksel üst odasında açarak maskeli ve sadece dört piksel aydınlatma veya emisyon koşullarda test edilebilir olarak numaralandırılmış değil unutmayın. (c) Bu panel gösterilen onun PIN pozisyonları ile 6-piksel alt kamara göre 6-piksel aygıt yönünü gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

5. Monte üst odası ≥ 24 h için torpidoyu ortamında malzemeden kaçmak için odası tarafından herhangi bir nem absorbe izin için bırakın. Adım 3 beklerken devam edin.

3. alt odası derleme

Not: alt kamara gaz akış bağlantı noktası olan bir yapılandırmayla gerekirse sadece adım 3.1 izleyin.

1. Alt Kamara (bkz Şekil 5) gaz akışı bağlantı noktaları ile bağlanmak itme Pnömatik konektörler bir asal gaz akışı için ekleyin.
   1. Bir 1/8 içinde ölçekli Ulusal Boru iplik (NPT) dokunun bir el T-anahtarı kullanarak, alt kamara ile gaz akışı Liman kenarında yer alan her iki delik dokunun. Dinleniyor için delik dikeydir ve odası güvenli yerde tutuluyor sağlanması, dokunun deliğe yerleştirin.
   2. Yavaş yavaş İngiliz anahtarını saat yönünde, konu olarak dokunun kalır dikey ve delik ile kaplı oluşur sağlanması çevir, T-anahtarı kullanarak bağlı için dokunun. Her 5 döner, tam bir açmak ve daha sonra başka bir 5 döner, bir iş parçacığı deliğin altına kesilir kadar yinelenen twist anahtarı saat yönünün tersine çevir.
   3. (İçinde vidalı gibi yukarıdan sığdırma görüntülerken) konu yönünün bant sarma tarafından Teflon bant 2-Pnömatik bağlanmak itme bağlayıcılar etrafında sarın 2 x.
      Not: daha fazla bilgi için lütfen bir greviyle dokunarak rehber için bakın.
   4. Pnömatik bağlayıcılar vurdu deliklere onları sıkmak için bir anahtarı kullanarak canı cehenneme. Değil overtighten ve plastik çatlamak için dikkat ediniz.
   5. Düşük basınçlı epoksi çevresinde oturan bağlantı parçaları uygulanır. Folyo parçası üzerinde 2 bölümlü temel reçine (her ikisi de dahildir) 1-yarı sertleştirici ile karıştırmak için bir buzlu şeker çubuğu kullanın. Epoksi karışımdır.
   6. Bir kürdan kullanarak, epoksi ve gaz akış bağlantı noktası olan alt kamara ve bağlantı elemanları arasındaki boşluğu çevresinde bir tabaka uygulayın. Epoksi reçine 25 ° C'de sağlamlaştırmak için 1-2 h oturmak izin Tam bir tedavi için izin için 25 ° C'de 24 saat dinlenmeye epoksi Set reçine beyaz ve basıldığında sağlam olduğundan emin olun.
      Dikkat: Epoksi sertleştirici ve epoksi reçine yanıklar ve gözleri ve cildi tahriş neden. Epoksi bir alerjik cilt veya solunum tepki neden olabilir. Solunum yolu tahrişe neden. Yuttu veya deri yoluyla emilir zararlı olabilir. Yeterli havalandırma sağlamak ve deri ve giyim herhangi bir temastan kaçının. Buharı nefes değil. Epoksi işleme göz koruması ve eldiven giymek.
   7. Pnömatik bağlanmak gönderme bağlayıcıları el ile çalıştırılan bağlanmak itme vanalar 2 cm adet Teflon boru ile bağlantı kurun. Tüp çapı kullanılan bağlanmak gönderme Bağlayıcısı tarafından gerekli olan bu eşleşmesi gerekir.

Şekil 5: gaz bağlantı noktaları ile birleştirilmiş bir odası. Bu panel alt kamara gaz bağlantı noktası da dahil olmak üzere tam olarak birleştirilmiş bir odası gösterir. Odası mevcut delik gömülü gaz itme bağlanmak bağlantı noktaları Tüp gaz giriş kontrol etmek için gaz akışını kontrol valfleri ile eklenir. Not iletişim pimleri netlik için göz ardı edilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

2. Geçerli bir gerilim (IV) ölçüm için alt kamara elektrik iletişim pimleri ekleyin (bkz. Şekil 6).
   1. 6-7 mm dar bir pogo iğne ucunun kadın lehim Kupası sonuna yerleştirin. Bu 2 parça bileşimi bir kişi iğne bilinir. Eller yardım lehim kullanarak, her iki kesiminde kişi iğneyi yatay olarak askıya alma.
   2. Havya üzerinde açın. 330-350 ° C civarında ısıtıldığında pogo PIN ve lehim Kupası arasında bağlantı bölgesine demir dokun.
   3. Hala demir alana dokunmadan süre, lehim bağlantı bölgesi için tuşuna basın. Yeterince sıcak eğer lehim eriyecek. Lehim kişi PIN iki bölümden dış çevresindeki tüm yol arasındaki alanı kaplayan ince bir tabaka olduğundan emin olun. Lehim yok darbe ile düzgün olduğundan emin olun. Şekil 6bbakın.
   4. İletişim PIN 1 alt kamara alt delikler kaydırın. Slayt iletişim PIN çok alt kamara alttan lehim Kupası sonunda o 2,2 cm çıkıntılı.
      Not: alt kamara içi doğru pogo PIN gerekirken lehim Kupası alt kamara alt devam etmelisin.
   5. Sızdırmazlık için nereye kişi PIN ile düşük basınçlı epoksi vakum uygulamaları için uygun plastik içine eklenmiş bölge kapsar. Folyo parçası üzerinde karışımı düzgün görünene kadar 2 parça reçine 1 kısım sertleştirici ile karıştırmak için bir buzlu şeker çubuğu kullanın.
   6. Bir kürdan kullanarak, epoksi iletişim pin ve hava girme olasılığını ortadan kaldırmak için delik çevresinde geçerli. 1-2 h 25 ° C'de sertleşmesine reçine için izin Tam bir tedavi için izin için 25 ° C'de 24 saat dinlenmeye epoksi Set reçine beyaz ve basıldığında sağlam olduğundan emin olun.
      Dikkat: Epoksi sertleştirici ve epoksi reçine yanıklar ve gözleri ve cildi tahriş neden. Epoksi bir alerjik cilt veya solunum tepki neden olabilir. Solunum yolu tahrişe neden. Yuttu veya deri yoluyla emilir zararlı olabilir. Yeterli havalandırma sağlamak ve deri ve giyim herhangi bir temastan kaçının. Buharı nefes değil. Epoksi işleme göz koruması ve eldiven giymek.
   7. 3.2.1 - 3.2.6 doğru kişi iğne delikleri doldurmak için alt kamara eklemek için yineleyin.
3. Birleştirilmiş alt kamara bir torpido ortamı içine yerleştirin ve en az 24 saat bırakın.
   Not: Bu malzemeden kaçmak için odası tarafından herhangi bir nem absorbe izin vermektir.

Şekil 6: tam, birleştirilmiş alt kamara. (bir) düşük basınçlı epoksi vakum uygulamaları için uygun kullanarak oturan kişi iğne ile 4 piksel IV test yapılandırması için bir birleştirilmiş alt kamara Bu panel gösterir. Kahverengi O-ring (KF50)-merkezleme halkası conta üst odası ile sıkı bir uygun emin olmak için kullanılır. (b) Bu panel bir lehim Kupası ve pogo iğne lehim sonra gösterir. (c) Bu panel alt odası delikler kişi PIN doğru oturma gösterilen set epoksi bir close-up gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

4. son montaj

Not: Bu derleme sonra monte üst ve alt kamara ≥ 24 h için torpidoyu içinde bir torpido ortamında yapılması etmektir.

1. KF50-merkezleme conta alt kamara için Şekil 6' da gösterildiği gibi ekleyin.
2. Pürüzsüz yüzü yukarı bakacak şekilde üst odası alt kamara üst odası yerleştirin ve çentikler organik aygıtla uygun iletişim sağlamak için her iki odası parçalarda hizalayın. Bütün odasının patladı görüntülemek için bkz: Şekil 1 .
3. 2 odası parçalar birlikte KF50 kelepçe kullanarak güvenli.
   1. Wingnut pensi üzerinde kolaydı ve kelepçe birleştirilmiş alt kamara ve en iyi Oda kenarında yer.
   2. 2 yarı-Odalar çevresinde sıkı bir mühür sağlanması cıvata, tutturmak için gidebilirsiniz olarak Şekil 7 ilave için açık bir gösterim kullanılarak, wingnut twist. Torpidoda yazılım kadar tamamlanmış odasında detaylı içinde adım 5 yapılandırılmış olarak bırakın.

Şekil 7: bir montajı, tam test oda. (bir) Bu panel montajı 4 piksel IV test odası alt ve üst odası arasında sıkı bir uyum sağlanması bir döküm KF50 kelepçe ile gösterir. İlave başka bir en fazla gerginlik bulunduğu kapalı KF50 kelepçe açısını gösterir. (b) Bu panel bir derleme 4 piksel üst odası istinat ring (Not O-ring zaten üst odasında monte edilir) ile gösterir. Diğer odası yapılandırmaları aynı şekilde monte edilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

5. kuralları IV ölçümleri cihazın üzerindeki bireysel piksel

Not: Bu bölüm Temsilcisi sonuçlarıgösterilen verileri oluşturmak için kullanılan yordam ayrıntıları. Kaynak ölçü birimi (SMU) ve kullanılan sıfır ekleme kuvvet (ZIF) test kurulu Malzemeler tablolistelenir. Ancak, herhangi bir yöntem akım-gerilim veri toplamak için bir SMU odası bağlantı kullanılabilir. Tüm IV ölçüm merdiven üstünde pencere eşiği makine yapılmıştır. "Piksel" organik cihazın üzerindeki tek bir diyot anlamına gelir.

1. Karşıdan yükleyip sağlanan Python IDE.
2. ZIF test kuruluna SMU bulunan SMU 1 Kanal BNC kablo bağlayın.
3. SMU için güç kaynağını bağlayın ve bir bilgisayar bağlantısı için USB 2.0 kablosu bağlayın.
4. Bağlı SMU karşılık gelen doğru COM bağlantı noktası/seri bağlantı noktası kimliğini tanımlayın.
   1. İçin pencere eşiği aygıt, kontrol hangi COM bağlantı noktasına bağlı SMU içinde belgili tanımlık Aygıt Yöneticisikarşılık gelir. COM numarasını not alın.
5. BasicIV.py Python komut dosyası açın.
6. COM bağlantı noktası (Windows) ile BasicIV.py kodunda belirtilen doğrultusunda Şekil 8' de görüldüğü gibi yapıştırın.
   Not: varsayılan olarak, geçerli çalışma dizinini veri program çıktısı.

Şekil 8: IV ölçü Python. BasicIV.py Python komut belirtilen COM bağlantı noktası konumuna sahip bir ekran görüntüsü bu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

7. SMU üzerinde "Açık SMU 1 kanala yakınında 2" etiketli aralığı anahtarı değiştir. Şekil 9bbakın.
8. Tam olarak birleştirilmiş odası torpidoda ortamdan kaldırabilirsiniz.
9. İletişim pimleri ve ZIF test kurulu seçtiğiniz yöntemi kullanarak arasındaki bağlantı köprü (bkz. Şekil 9).
   Not: Bu kurulum için özel bir adaptör IV ölçümleri çalıştırırken iletişim pimleri ve ZIF test kurulu arasında bağlantı köprü istendi. Sürece bağlantıları yeterlidir ve ihmal edilebilir direnç ekleme Buyöntem farklılık gösterebilir.
10. Katot PIN yere geçin ve için BNC anot PIN, bir defada sadece 1 piksel kalanları sağlanması için açık kapalı.
11. BasicIV.pyçalıştırın.
    Not: Otelde ölçüm tamamlandı, sonuçları ve₀Vkarşı bir komplo dosyaları ben₀ daha önce seçilen dosya yolundaki üretilen.
12. 5.10 5.11 IV her piksel için ölçmek için Şekil 9 ' da gösterilen piksel anahtarları kullanarak aygıt üzerindeki her piksel için aygıtlarından.

Şekil 9: IV ölçüm set-up. (bir) Bu panel tam olarak birleştirilmiş bir oda bir IV ölçüm testleri için sıfır-kuvveti (ZIF) test Yönetim Kurulu ve kaynak ölçü birimi (SMU) bağlı gösterir. (b) Bu panel aralığı switch "doğru ölçüm için SMU için cihazı bağlamak için pozisyon ON set 2" gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

6. montaj WVTR test odası

1. Bir iç Nem sensörü WVTR belirlemek için WVTR test odası ekleyin.
   1. Şekil 10 ciçinde gösterildiği gibi iç Nem sensörü 3 teller lehim: 5 V (kırmızı), zemin (yeşil) ve veri (sarı). Onlar yeterli uzunluğu (yaklaşık 15 cm) olduğundan emin olun.
   2. İç Nem sensörü teller WVTR test alt kamara dibindeki deliklerden besleme.
   3. Bir kürdan kullanarak, düşük basınçlı epoksi teller içinde ve dışında alt kamara de olduğu gibi herhangi bir açıklıklar çevresinde geçerli. Folyo parçası üzerinde karışımı düzgün görünene kadar 2 parça reçine 1 kısım sertleştirici ile karıştırmak için bir buzlu şeker çubuğu kullanın.
   4. Epoksi tel ve hava girme olasılığını ortadan kaldırmak için delik çevresinde geçerli. 1-2 h 25 ° C'de sertleşmesine reçine için izin Tam bir tedavi için izin için 25 ° C'de 24 saat dinlenmeye epoksi Set reçine beyaz ve basıldığında sağlam olduğundan emin olun.
      Dikkat: Epoksi sertleştirici ve epoksi reçine yanıklar ve gözleri ve cildi tahriş neden. Epoksi bir alerjik cilt veya solunum tepki neden olabilir. Solunum yolu tahrişe neden. Yuttu veya deri yoluyla emilir zararlı olabilir. Yeterli havalandırma sağlamak ve deri ve giyim herhangi bir temastan kaçının. Buharı nefes değil. Epoksi işleme göz koruması ve eldiven giymek.
2. 2 cihaz bir cam parçasıyla aynı boyutu ve kalınlığı odası kapsayan aygıt yerine bir üst odası birleştirmek için yineleyin.
   Not: en iyi bir oda zaten montajı Eğer, o zaman bu bu amaç için kullanılabilir. Hiçbir aygıt ölçülen beri bir aygıt koşulları taklit için bir cam parçası en iyi odası 's optik açılış mühürlemek için kullanılır.
3. Test alt Kamara, monte üst odası ve KF50 merkezleme halkası bırakın bir oksijen-unassembled / nem-free çevre (torpido) %0 iç bağıl nem bir başlangıç durumu sağlamak 24 h için.
4. Tam olarak WVTR torpido içinde ölçmek için şekil 10agösterildiği gibi inşa edilmiş bir odası montajı 4 arasındaki adımları yineleyin.

Şekil 10: Kurulum test nem. (bir) Bu panel tamamen birleştirilmiş bir WVTR test odası iç ve dış DHT22 nem sensörleri mikroişlemci breadboard Jumper'a kullanarak kablolu gösterir. (b) Bu panel DHT22 Nem sensörü WVTR test alt Kamara içinde gösterir. Not teller alt kamara ile beslenir ve yerde alçak basınçlı epoksi ile tutulur. (c) Bu panel bir şematik iç ve Dış Nem sensörü DHT22 ve tek bir breadboard (kolaylık) kullanarak bir mikroişlemci kurulu bağlantı şeması gösterir. Sensör mikrodenetleyici pins "5 V" bağlı (kırmızı) ve "GND" sensör güç sağlamak için (yeşil). Sensör (sarı) veri çıktısı "Dijital" [2 iç (INT) sensör için] ve 4 dış (EXT) sensör için iğne bir 10 kΩ direnç ile bağlanır. İlave doğru PIN kablolama DTH22 sensörlü gösterir: 5V (kırmızı), zemin (yeşil) ve veri (sarı). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

7. WVTR belirlemek için bir nem ölçüm yapmak

1. Download mikrodenetleyici kart yazılımı ve herhangi bir Python 2.7.12 IDE uyumlu bir bilgisayarda.
2. Python dosyayı Run_WVTR_Test.pyaçın.
3. Mikroişlemci için bilgisayar yolu ile USB A-B kablo takın.
4. Bir elektronik tabloya veri çıkışını izin vermek için kitaplık yükleyin.
5. 5.4 bağlı mikrodenetleyici COM sayısını belirlemek için adımları yineleyin. Kopyalayın ve bu rakam 11agösterildiği gibi Python kodu yapıştırın.
6. Ham veri elektronik tablolar için istenen dosya yolu belirlemesi ve Şekil 11agösterildiği gibi Python kodu girin.
7. Mikrodenetleyici dosyayı ARDUINO_HUMIDITY_TESTS.inoaçın.
8. Araçlar sekmesinde, uygun mikrodenetleyici panosu olarak seçin. Araçlar sekmesi altında tekrar, 7.5. adımda belirlenen bağlantı noktasını seçin.
9. Doğrulayın ve üst simgeye tıklayarak için mikroişlemci mikrodenetleyici kod upload 11b rakamgörüldüğü gibi sol-in pencere.
10. Devre Şekil 10 ciçinde gösterildiği gibi Tel; 5 V (kırmızı) bağlayın, zemin (siyah) ve dış (EXT) Nem sensörü kendi konumlarına için (sarı) telleri sinyal. Tamamlanan odasında bulunduğundan iç sensör (INT) adım kadar 7.12 10b rakamgösterildiği gibi atlayın.
11. Birleştirilmiş odası torpidoda kaldırın.
12. Hemen odasında iç sensör Şekil 10 ciçinde gösterildiği gibi mikroişlemci kuruluna tel.
13. Python komut dosyasını çalıştırmak ve Python kabuğu'nda görüntülenen yönergeleri izleyin.
    1. Malzeme odasının yazın.
    2. Saat süredeki yazın. Sayı bir alt çizgi ile dirsek. 6 h isterseniz, örneğin, "_6_" yazın.
       Not: Test başlamak ve test tamamlandığında komut dosyası içinde belirtilen konumun yolu içinde .xlsx dosya oluşturmanız gerekir. Sensörler kurulumundan kesmek izin vermez. Bu durumda test yeniden başlatılması gerekir. Mikrodenetleyici kod WVTR ölçüm için tedarikçi tarafından sağlanan varsayılan programdan uyarlanmıştır. IV ölçüm Python kodu ZIF test kartı üreticisi tarafından sağlanan kod adlı çalışmasından uyarlanmıştır.

Şekil 11: bir su buharı transmisyon oranı ekran. Bu paneller (bir) belirtilen bir ekran görüntüsünü Run_WVTR_Test.py Python komut dosyası ile (b) COM bağlantı noktası konumunu gösterin. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Akım voltaj ölçümleri:

Bu odanın bir organik veya perovskite güneş pili veya ışık yayan diyot gibi bir hava duyarlı diyot cihaz test için izin vermek için tasarlanmıştır. Bu yeniden kullanılabilir, geçici saklama veya kontrollü bozulması sınamasını gerçekleştirmek için kirletici tanıtan bir yöntem olarak hareket edebilir. Burada gösterilen akım yoğunluğu-gerilim (JV) eğrileri temel diyot özellikleri ayıklamak için bir SMU karanlık (yani, hiçbir aydınlatma) ve ışıklı koşullar altında bağlı bir ZIF test Panosu kullanılarak ölçüldü. Kişi iğne odasından ZIF kuruluna bağlanarak, her piksel ayrı ayrı ele alınabilir. Aşağıdaki örnek verilerde standart alt kamara % 50 yoğunluğu PLA plastik baskılı gaz bağlantı noktaları olmadan bir organik güneş pili 6-piksel yapılandırma'yı kullanarak test etmek için kullanılmıştır. Bu organik aygıtlar'da, "piksel" ölçüm kurulumu kullanarak ölçülen bireysel diyot anlamına gelir. ( Tamamlayıcı bilgilerbulunur) IV ölçüm kodu klasöründe sağlanan Python programları kullanarak, aşağıdaki eğriler için tek bir piksel ITO/PEDOT bir aygıt mimarisi ile organik cihazlardan elde: PSS/P3HT: PCBM / Al. Belgili tanımlık aygıt üretmek için Ayrıntılar¹⁶başka bir yerde bulunabilir.

Şekil 12 bir iyi çalışma organik fotovoltaik aygıt içinde belgili tanımlık karanlık ve aydınlatma altında beklenen JV eğrileri temsil eder. Unutmayın, akım yoğunluğu (J) ayıklamak için BasicIV.py Python programdan çıkışları akım-gerilim eğrileri ölçülen diyot alanına göre ayrıldı. Bizim diodlar, bu yaklaşık 1.2 mm²oldu. Şekil 12 odası ile iyi PIN temas elektrot pedleri ile içinde bir diyot davranışını gösterir. Bu tür bir yapılandırma ölçülebilir tüm dört piksel benzer bir davranış gösterir. Değil bozulmuş bir çalışma organik diyot işletmeye davranış, düşük sinyal gürültü ve üstel artış yaklaşık 1 V karanlık koşullarda uygulanan bir gerilim sonra mevcut göstermelidir; Aydınlatma altında benzer diyot tarafından indüklenen photocurrent^2,16karanlıkta gibi özellikleri ofset olmalıdır. Karşılaştırma için Şekil 12 de aynı cihaz kullanan bir mikroskop slayt (yani, kırmızı anahat alan alçak basınç vakum mühürleme epoksi ile kapalı Şekil 4, etkin alanı üzerinden kapsüllenmiş, bir piksel için JV eğrileri gösterir -odası bağırsaklarında sonra). Odasında, daha yüksek kişi direnç [eğri "kısa devre geçerli (J_sc)¹⁸ ve açık devre çevresinde yamaçtan için daha az kare" nedeniyle olur Dolgu faktörü¹⁷ azalma tarafından gösterildiği gibi kanıtı olduğunu fark voltaj (V_oc)]¹⁹. Bu cihazın ölçüm Pano²⁰kullanılarak doğrudan probed cihaza göre odasında daha yüksek kişi prob direnci bağlanabilir. Önemli ölçüde daha iyi lehimleme ve tasarımlar kablolama üzerinden direnç kayıpları azaltmak mümkün. Bir bozulmuş olması durumunda, çalışmayan veya kötü organik aygıt, temas biz Şekil 12 cgibi bir diyot gibi eğri görürdünüz değil. Böyle eğrileri genellikle düşük ölçülen akım, işletmeye hiçbir davranış ve "gürültü" veya kişiyi aç gösteren bir yüksek sinyal gürültü oranı var. Kısa devre, en iyi metal elektrot ve alt, ITO elektrot arasında doğrudan temas olsaydı oluşacak gibi bir yamaç düz bir çizgi ile temas (Şekil 12 d) arasında Direniş'e orantılı cekti var olmak göstermek.

Şekil 12: bir IV karşılaştırma. Bu paneller standart organik güneş pili cihazın odası içinde ve kapsüllenir ve yerleşik pimleri (bir) altında karanlık koşulları () aracılığıyla ZIF kuruluna doğrudan temas aynı cihazın akım yoğunluğu-gerilim (JV) ölçüm eğrileri göster yani, aydınlatma altında değil) ve (b) Aydınlatma altında gösterilen bir laboratuvar ışık kaynağı kullanarak beklenen diyot davranıştır. (c) Bu panel aydınlatma bozulmuş gösterilen veya temassız davranış altında olmayan bir standart organik güneş pili cihazın bir IV ölçüm eğrisi gösterir. (d) Bu panel aydınlatma altında değil short-circuited bir cihaz bir IV diyot ölçüm eğrisini gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Odası etkinlik testleri:

Bu odayı (nem, gaz giriş ve sıcaklık gibi) kontrollü özellikleri ile geçici, yeniden kullanılabilir istikrarlı bir ortam hareket için tasarlanmıştır. Atmosferik odalarının etkinliğini belirlemek için onlar iki şekilde karakterize: Nem sensörü kullanarak bir su buharı iletim hızı testi ve akım-gerilim göstermek için kullanılan organik güneş pili cihaz kullanarak bir aygıt yıkımı testi önceki bölümdeki ölçümleri.

WVTR testleri:

Cihazların bozulması içinde kritik faktörlerden biridir su penetrasyon içine aygıt^21,22. Uzun vadeli aygıt istikrar için-meli-si olmak iyi bir kapsülleme organik cihazların 10^-4 - 10^-6 g/m2/gün su giriş^12,13. Bu odayı uzun vadeli depolama veya kapsülleme yöntem yerine amacıyla test etmek için kontrollü bir ortam olarak tasarlanmıştır, etkili bir odası için gereksinimleri sıkı etkilenmez. Daha doğrusu, odasının verilen bir deneysel koşul için makul bir zaman çerçevesi içinde aygıt özelliklerini korumak için güçlü olmalı. Su buharı giriş ve kullanım zaman odasının karakterize, birincil su buharı transmisyon oranı (WVTR)²¹yöntemidir.

WVTR şartlar altında bağlı olarak farklı anlamlar alabilir bu ölçülen ve kullanılan²³olan birimlerinin. Bu katkı amacıyla WVTR bağıl nem değişiklik²⁴, bir gravimetrik Kupası test²³için benzer bir ölçüsü ile belirlenir. Nem girme yolları odasında karmaşıklığı nedeniyle, sensör ulaşan su buharı kitle değişikliği, tarafından normalleştirilmiş kullanılabilir yüzde fark ücret (0 - bir kesir olarak ifade edilen 1) arasında sınır, bağıl nem, Basha vd. yönteminden adapte ²⁵.

(1)

Burada, ile ilgili zaman su buharı odasında bulunan kitle değişim oranı temsil eder ve bağıl nem içinde ve dışında odası arasındaki fark. Böyle bir yaklaşım birim kütle başına birim zaman WVTR için verir.

Su buharı girme oranı iç ve dış odasının bağıl nem farkı ile orantılı olduğunu bu denklemde örtülü kabuldür. Bu varsayım aşağıdaki diferansiyel denkleme yol açar:

(2)

Burada, (3D modellerden alınan) odası, hacmi ve sıcaklıkta su buharı doygunluk yoğunluğu test sırasında kaydedilir.

Bu denklem çözme ve o %0 nem (> 24 h için torpido odasında terk ederek sağlamıştır) odasında ilk koşulu yerine, aşağıda gösterildiği gibi bu deneyler yönetim denklemi bulunabilir.

(3)

Zaman nem test iletken, bağıl nem okuma aynı anda gelen içinde ve dışında 3D baskı odası alınmıştır. Bu veri derlenmiş sonra Şekil 13agösterildiği gibi zamana karşı t, çizildi. Doğrusal regresyon WVTR en uygun doğrunun eğimi üzerinden hesaplamak için kullanıldı.

Bu testte % 50 yazdırma yoğunluğunu PLA plastik 3D baskılı kullanıldı. 4 h, 270 µg/gün WVTR içinde kaynaklanan bir süre testi (R² 0.985 =). Bu bir iyi organik cihaz encapsulant^12,13için gereksinimlerine göre yüksek, ama bir elektrik test birkaç saat²¹ kalıcı aygıt bozulması en aza indirmek için yeterli (bir sonraki bölüm olan aygıt bkz. Bozulma Test). Buna karşılık, bir WVTR 855 µg/gün gösterildiği Şekil 13b sızıntı bir odası vardı (R² 0,99 =).

Bu hızla hangi nem odasına girer en geçirgen malzeme²³difüzyon katsayısı tarafından yönetilir. Aynı mühürleme koşulları varsayarsak, farklı malzeme odası duvarlar için farklı değerler WVTR ortaya çıkarır. Birkaç temsilcisi malzemeleri ve koşullar için sonuçları Tablo 1' de özetlenmiştir. Tipik PLA odası metal¹⁰dışarı-in işlenmiş eşdeğer bir odası daha yüksek bir WVTR vardır. WVTR ve aygıt bozulması arasında doğru orantılı bir ilişki varsayarsak, biz ilk performans (T80)^6,%8 80 kaybı önce saklama süresi test cihazı için o odası nem için taban çizgisi olarak kullanarak hesaplayabilirsiniz fokların girme. Bu bir bölmede belirli bir yapılandırma için kullanılabilirlik zaman kaba bir tahmin verebilir. Bu koşullar altında % 50 yoğunluğu PLA odası bir örnek önemli herhangi bir kayıp olmadan yaklaşık 3 gün boyunca saklamak gerekir. Nerede önemli performans depolama ortam koşullarında daha iki hafta sonra gözlendi gerçek bir kapsülleme ile karşıttır.

N₂gibi bir asal gaz akan tarafından bir odası için kullanılabilir zaman penceresi uzatmak mümkündür. Bu tür bir yapılandırmada, sensörün algılama sınırın altına için % 50 PLA odası için WVTR azalma (bkz. Şekil 13b). En az bir tespiti ile bir ~ az 0,13 µg/gün, tahmini depolama zaman önemli bir artış ile WVTR önerdiği %0,1 bağıl nem değiştir. Ancak, örnekleri^10,27 belirtilmiştir var önceki çalışmalarda T90 yaklaşık 6 hafta içinde bir torpido var. Bu gaz akışı odası yapılandırma bir asal gaz torpidoda ortamına benzer olduğu için bu örnek depolama için daha olası bir üst sınır var. WVTR su girişine böyle düşük düzeyleri için daha doğru bir ölçü belirlemek için elektrik kalsiyum testi²⁸ gibi daha hassas bir test daha iyi bir tahmin vermek için kullanılmalıdır.

Daha fazla test odaları isterseniz, bir oksijen sensörü odasında yerleştirilmesi ve oksijen seviyesi WVTR ile karşılaştırıldığında olabilir (OTR), oksijen iletim hızı vermek için zaman içinde takip edilebilir.

Tablo 1: birkaç temsilcisi malzeme odası duvarları ve mühürleme koşulları için sonuçları. Bu tablo için odaları çeşitli malzemelerin iç bağıl nem ve su buharı aktarım hızını ve değişik koşullarda toplam değişikliği gösterir.

Şekil 13: su buharı iletim hızı çizer. (bir) Bu panel bağıl nem Denklem 3 kullanarak WVTR belirlemek için kullanılan bir değişiklik gösterir. Bağımlı değişken olduğunu karşı zaman çizilen iç ve dış sensörler, bağıl nem (RH) oranını unitless doğal logaritması (Denklem 3 Temsilcisi sonuçlarıgörüyorum). Düşük kare doğrusal regresyon çizgisinin eğimini Tablo 1 ' de rapor WVTR orantılıdır (R² 0,99 =). (b) Bu panel bağıl nem % 50 PLA odası 3D baskılı çeşitli koşullarda için değişiklik gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Aygıt yıkımı testi:

Sürekli işlem altında aygıtını performansında bozulması sınamak için diyotlar elektrikle karanlık geçerli yanıt bir akım-gerilim eğrisi olarak kaydetmek için 5 V, -5 her 5 dk vurguladı. Şekil 14 4 V bir aygıt için geçerli değişiminde arasında bir karşılaştırma odası karşı içinde bir standart kapsüllenmiş diyot test göstermektedir. Artan direnç nedeniyle, aygıtın odasında biraz daha düşük bir başlangıç geçerli kapsüllenmiş cihaz daha vardır. Her iki cihaz için ilk 50 dk süre içinde geçerli ilk bir artış görülmektedir. Maksimum bir akım çevresinde elde sonra 50-60 dakika, bir inversiyon geçerli eğrileri içinde olduğunu ve mevcut azalmaya başlar. En iyi iletişim elektrot, ince oksit interlayer oluşumu metal ve organik Yarıiletken⁶arasında arabirim özellikleri başlangıçta geliştikçe bu davranış bu tür bir aygıtı, için bekleniyor. Bu etki çok daha odasında, daha fazla ve daha hızlı oksidasyon düşündüren aygıt telaffuz edilir. Bu odası uzun süreli depolama için Kapsülleme için bir yedek olmak üzere tasarlanmamıştır, ancak bir taşınabilir değişen aygıt özelliklerini ölçmek için kullanılan ortamı kontrol altını çiziyor. WVTR azaltmak akan asal gazları ile gaz bağlantı noktaları ekleme büyük olasılıkla Aygıt odası içinde kararlılığını artırmak.

Cihazın daha vurguladı, etkin katmanın etkileşimleri^6,7,8,22çeşitli nedeniyle düşmesine başlar. Her iki cihaz 0,3 - göstermek 0.4 µA/dak'ya akım kaybı ölçüm, yine de tekrar gelirleri, odası bozulma daha yüksek bir oranını gösterir. Bu cihazın ölçüm odası içinde eşdeğer kapsüllenmiş cihaza elektrik stres altında çalışıp çalışmadığını altını çiziyor. Şekil 14' te gösterildiği gibi zamanla, normalleştirilmiş geçerli değişikliği dayalı çürüme eğrileri öneriyor bir T80 iki cihaz için benzer sürekli kullanım için (26 h vs. 30 h), biraz daha uzun olsa kapsüllenmiş aygıt için.

Şekil 14: operasyonel cihaz yıkımı. (bir) Bu panel ölçülen bir karanlık akım 4 V her 5 min için bir standart organik güneş pili aygıt alınan IV ölçümler için gösterir. (b) Bu panel gösterir normalleştirilmiş karanlık geçerli çürüme eğriler 4 V, ben/ben_o, nereye ben_{ilk geçerli olduğunu} . Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Kapsüllenmiş organik aygıt (Şekil 14a) için ham veri bozunma eğrisi 5 dk boyunca birinci ve ikinci ölçüm arasında keskin bir düşüş görülmektedir. Bu düşüş odasında test organik aygıt için gözlenen değil. Bu büyük olasılıkla organik cihazın odası içinde bir araya ve kapsüllenmiş cihazın doğrudan hemen torpido ortamından kaldırılması üzerine ölçülebilir ise ZIF panosuna eklemek için uzun sürer aslında bir sonucudur.

Bu deney yeniden kritik adımlar odaları çatlaklar, boşluklar veya herhangi bir giriş nem ve oksijen KF50 kelepçe için sıkma tarafından önlemek için odası mühürleme WVTR düşürebilir zavallı dolgu özelliklere uzak yazdırma dahil herhangi bir sızıntı ve örnek ve uygun bir O-ring yerleşimi kullanarak üst odası arasında bir mühür oluşturma önlemek için bir vakum puanlarına düşük basınçlı epoksi iletişim bağlantıları veya herhangi bir feedthroughs etrafında kullanarak üst ve alt odaları arasında tam bir sızdırmazlık ulaşmak ve örnek kırmadan herhangi bir sızıntı önlemek için istinat yüzüğü sıkma vidayı yeterli basınçla. O-ring çapak veya parçacık, oluk içine tamamen uygun olmalıdır ve onun kesit yeterli mühür¹⁰için yüzde 15-25 arasında sıkıştırılması. Kişi iğne odası vücut hem iyi elektriksel temas sağlamak ve düşük basınçlı epoksi ile oksijen ve nem girişine için yolları önlemek için eklenirken dikkatli olmak önemlidir. Vakum uygulamaları için bir mastik olarak puan epoxy yeterli bir mühür sağlayacaktır. Kişi iğne IV ölçümler sırasında herhangi bir seri direnç kayıpları en aza indirmek için ölçüm panosuna bağlanmak önemlidir. Odası gibi bir torpido odası tarafından herhangi bir nem absorbe malzeme kaçmak için zaman geçtiğinden emin olmak için kullanmadan önce en az 24 saat inert bir ortamda saklayın. Odası açık laboratuar ortamında ortam koşulları altında bir kaç gün için depolanan, bu özellikle önemlidir. Bu bir yumuşama odası duvarları ve odası yapısı çöken riskini önlemek için gaz giderme sürecini hızlandırmak için oda ısıtmak için tavsiye edilmez.

Bazı ortak sorunları bu denemenin yeniden oluşturmak zaman karşılaşılan olabilir. Test örneği, yerine doğrudan tamamen mühürlü odası basıldığında bir O-ring mühür odası kullanır gibi aşırı güç İstinat Yüzük montaj kullanıldığında örnek çatlamak mümkündür. Ayrıca, partiküller O-ring veya groove veya çapak herhangi bir mühürleme eklem¹⁰montaj üzerine örnek çatlama yanı sıra iyi bir mühür engelleyebilirsiniz. Bir dikkatli O-ring ve eklem yüzüğü montaj önce temizliği esastır.

Epoksi kür sırasında odası erime önlemek önemlidir. Alt kamara pogo iğne güvenliğini sağlamak için epoksi uygulandıktan sonra ısı kurutma işlemini hızlandırmak için uygulanmasını kaçınmalıdır. Bu 3D basılı malzeme erime içinde yol açar ve dolayısıyla bir çirkinleşme odasının içinde.

Yetersiz elektrik bağlantı iletişim pimleri ve test kurulu arasında kullanımı önemli bir sorundur. Zavallı bir lehim, uzun tel bağlantıları veya tel çok kalın bir ölçüm aygıtı performansını odası ve test kurulu arasında elektrik bağlantı boyunca oluşan direnç kayıpları nedeniyle önemli, önlenebilir bir azalma yol açabilir. Bu her zaman yeni bir oda kablolama odası dışında bağlantı kalitesi kontrol etmek için bir referans olarak kapsüllenmiş bir organik aygıt yapmak tavsiye edilir. Yüksek direnç kayıpları daha yüksektir odasında aygıt büyüklük karanlık daha az akım veya kısa devre geçerli¹⁸ çevresinde önemli bir eğim gösteriyorsa (yani, ben_sc, çevresinde V = 0) ve açık devre gerilim¹⁹ (yani, V_oc, ben = 0). Bu etkileri Şekil 15nerede desteklenmeyen bir odası ölçüm panosuna bağlanmak için kalın uzun kablo kullanımı destek tasma karşılaştırılır, gösterilir embedded ile arasında bağlantı yapan operatördür. Görüldüğü gibi destek yaka kullanımı iki büyüklük (Şekil 15a) karanlık geçerli bir artışa ve Dolgu faktörü¹⁷ artışa %22,7 %34.6 için açtı. Daha fazla daha iyi lehimleme ve tasarımlar kablolama üzerinden direnç kayıpları azaltmak mümkün olabilir.

Şekil 15: bir HiRs IV karşılaştırma. Bu paneller yoksul ve iyi bağlantıları olan aygıtlar için elektrik ölçümleri göster: karanlık (bir) akım-gerilim ölçümleri ve (b) akım-gerilim ölçümleri aydınlatma altında. İç metin resimleri fakir elektrik iletişim yapılandırmaları (sol taraftaki siyah sınır) ve iyi elektrik iletişim yapılandırmaları (sağ taraftaki kırmızı kenarlıkla) kişi iğne odasından test etmek için bağlanmak için temsil etmek ölçüm Pano. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Üçüncü bir yardım eli lehimleme kullanım İstasyonu, kelepçeler, ve timsah klipleri lehim Kupası ve pogo PIN güvenlik altına almak için daha kolay, herhangi bir zavallı kişi iğne lehim engelleyen kişi iğne lehim yapacaktır. PIN ve Kupası dışarıdan uygulanan lehim boncuk çok büyük olmadığından emin olun; Aksi takdirde, bu alt kamara katıştırılmış deliklerden uygun düşmemektedir. Lehim lehimleme içinde bahar girin ve PIN'i kullanılamaz hale gelmesine neden lehim neden olur PIN, dışarıdan yerleştirilmesi gerekir. Elektrik bağlantısı PIN ve Kupası arasında bir multimetre kullanarak kontrol edin.

DHT22 sıcaklık ve Nem sensörü dış teller lehim zaman zorluklar hassas nasıl dar pimleri nedeniyle, gerekli bir zavallı sensör tellerin Lehimleme için önde gelen bir sonucu olarak karşılaşılabilir. Üçüncü bir yardım eli lehimleme istasyonu veya herhangi bir kelepçeler ve timsah klipleri kullanarak sensör ve teller yerde güvence yardımcı olacaktır. Havya yakın konumlandırma uzun bir süre için sensör üzerinde PIN tabanının düşmek neden PIN, yanmak olabilir unutmayın.

Önerilen genel yaklaşım iki ana sınırlamalar vardır kullanarak 3D baskılı atmosferik odası burada. İlk WVTR o metalden işlenmiş bir eşdeğer odası için daha % 50 PLA baskılı odası için önemli ölçüde daha yüksek olmasıdır. Bu yüzden WVTR azaltmak için odasının kullanım süresini artırabilir odası tasarımı için iki değişiklikler var: akan inert gaz ve nem alıcı wells. İnert gaz akan izin vermek için alt kamara odası tasarım gaz bağlantı noktalarını yapılandırma ile kullanılabilir. WVTR önemli ölçüde daha az 0,13 µg/gün bu tür bir yapılandırma içinde azalma. Nem Çekiciler yapabilmek için alt kamara üç kuyu feedthrough delik vardır. Bu kuyu standart nem veya odası girin herhangi bir gazları emmek için oksijen alıcıları ile dolu olabilir. Reese vd. ¹⁰ karışık Mg ve drierite (her iki standart laboratuar Nem Çekiciler) yüksek-yüzey-alan alıcılar için 0,5 µg/gün metal odalarına WVTR azaltmak için yeterli bulundu.

İkinci sınırlama bu pogo iğneler aracılığıyla odası ve ölçüm kuruluna bağlantıları kablolama her zaman bir eşdeğer kapsüllenmiş cihaza göre daha yüksek kişi direnç kayıpları gösterir. Şekil 12b kapsüllenir ve ZIF test kuruluna doğrudan temas aynı cihazın karşılaştırıldığında odasında bir aygıt için bu davranışı gösterir. Bu cihazın özellikleri yorumlanması için etkilerine sahip olabilir. Her türlü çabayı uygun kablo ve lehimleme yoluyla bu tür kayıp sınırlamak için yapılmalıdır. Şekil 15' te gösterildiği gibi kayıp odası ve ZIF test kurulu arasındaki kablo bağlantıları artırarak önemli ölçüde azaltmak mümkündür. Embedded doğrudan ZIF test tahtasına uygun bakır teller ile özel bir 3D baskılı yaka kullanarak, aygıtı performansını önemli ölçüde geliştirildi. Daha fazla iyileştirmeler daha iyi bağlantı yapılandırmaları veya diğer sınav kurulları ile mümkün olabilir.

Ek bir sınırlama bu protokol için açıklanan odası tasarımları özeldir ama odası yapılandırmalarını değiştirerek kendi kullanımları için tasarımlar benimseyen araştırmacılar tarafından hafifletti. Belirtildiği gibi odaları tarafından sağlanan CAD dosyaları ile ( Şekil 1' de açıklandığı gibi) test herhangi bir organik cihaz çapı 40 mm boyutunda sınırlıdır. Işıklı toplam etkin alanı da üst odasında penceresinin boyutu ile sınırlıdır. 4-piksel tasarım tüm pikseller bir 18 mm daire içinde maruz iken 6-piksel tasarım oval bir şekil piksel bloklar iki açılış üst odası için gerektirir.

Bu iletişim kuralı oluşturmak ve Resse vd tarafından özgün tasarımı üzerinde temel alan bir küçük taşınabilir odası sınamak için bir yaklaşım özetlenmektedir ¹⁰. biz bu tasarım, yapım o daha ucuz ve daha çok yönlü odası bileşenleri üretmek için 3D baskı kullanarak adapte olması. Önemi diğer iletişim kuralları ile ilgili olarak kendi basitlik, adaptasyon ve erişilebilirlik yatıyor. Örnek veya çevre koruma gereksinimlerini temel tasarım yarar koruyarak değişen hızlı, uygun maliyetli ayarlamaları için yerine yazdırma işleme 3D kullanımı sağlar. Bu katkı organik aygıtlar ve çeşitli gazları akmaya giriş bağlantı noktaları için farklı piksel düzenleri dahil olmak üzere üretilebilir odası önerilen üç varyasyon var. Düşük maliyet ve 3D baskı kullanarak üretim hızını araştırmacılar hızla farklı piksel düzenleri, ölçeklenen aygıt boyut, ilave bağlantı noktaları ve ek sensörler dahil olmak üzere kendi amaçlarına uygun olarak tasarımını değiştirmek için izin verebilirsiniz.

3D baskı için bu odayı kullanmak için ana mantığı kullanıcıların belirli ihtiyaçlarını karşılamak için odası tasarım artan bir çok yönlülük için izin vermek oldu. Bu doğal olarak değişiklik ekleme farklı ölçü işlevler, gelecek geniş bir veren organik aygıt düzenini değiştirmek için bir büyük organik aygıt veya modülü tasarımlar, yükseltme üzerinden belirli bir amaç, uygun olarak kolayca yapılabilir anlamına gelir uygulamaları. Bu odaları daha da kullanımı uzatacaktır iki olası gelişmeler teklif ediyorum. Aygıt düzenini değiştirme ve sıcaklık kontrol olanağı içerirler.

Aygıtı değiştirmek için düzen, resim 1 ve Şekil 4, odanın içinde gösterilen 4 ve 6 piksel odası yapılandırmaları için yukarıda gösterildiği gibi farklı organik aygıt piksel düzenleri, içinde bulunan CAD dosyaları kullanarak kolayca adapte edilebilir Tamamlayıcı bilgiler. Alt kamara elektrik feedthrough delikler konumunu dikkatle yeniden uygun organik aygıt yapılandırma karşılamak için tasarlanmış olmalıdır. İstinat halka en iyi odasında güvenli hale getirmek için organik aygıt köşeleri ile çakışıyor ve bu nedenle, elektrik bağlantıları bu alanda yerleştirilmelidir değil unutmayın. En iyi oda ışık emme/emisyon için aygıt tarafından izin vermek için bir delik var. Bu odası ile test herhangi bir organik, bu nedenle, bu alan dışında bir bölgede etkin malzeme sınırlı aygıttır. 4-piksel tasarım tüm pikseller bir 18 mm daire içinde maruz iken 6-piksel tasarım oval bir şekil piksel bloklar iki açılış üst odası için gerektirir. Oluk gerekirse yeni bir O-ring karşılamak için derin olması için alınması gereken umurumda. Reese vd. ¹⁰ belirtmek O-ring onun kesit yeterli bir mühür için % 15-25 arasında sıkıştırılması. Bazı CAD dosyaları belirli bir tasarım olmadan üst ve alt chambers için Ayrıca herhangi bir araştırmacı kendi tasarım geliştirme konusunda yardımcı olacak Ek bilgiler eklenir.

Odası bir çift vakum montaj-a KF50-merkezleme conta üzerinde tasarım dayanmaktadır-üst ve alt odaları arasında iyi bir sızdırmazlık sağlamak için bu 40 mm çapında daha küçük cihazlar karşılamak için de uygundur. Daha büyük boyutları için yükseltme aynı merkezleme conta tasarım kullanır ISO serisi gibi diğer ticari olarak mevcut vakum flanş yapılandırmaları kullanarak mümkündür. Test ve sertifikalı bir piyasada bulunan mühür kullanarak tekrar tekrar odası mühür¹⁰bütünlüğünü için herhangi bir endişe olmadan yeniden birleştirmek kolaylaştırır. Tasarım çevrilmek-e doğru daha fazla alanı dahil etmek için ise, artan büyüklük odası ayrıca su buharı ve oksijen iletimi artıracağını unutmayın.

Genellikle herhangi bir organik cihazların test sıcaklık kontrolü sırasında IV karakterizasyonu¹⁴dahil değil. Organik aygıt ifa ve sağlamlık sırasında sıcaklık^6,7,8son derece bağımlı olduğundan, bu önemli bir sorun için karşılaştırılabilir ve tekrarlanabilirlik bildirilen laboratuvar testi yol açabilir sonuçları¹⁴. Organik aygıtları^29,30 için standart test protokolleri kurmak için girişimleri bir sıcaklık ölçüm ve kontrol herhangi bir elektronik test yapılandırmasını inşa edilecek öneririz. Bu sorunu çözmek için atmosferik chambers iki değişiklik var.

İlki bir ısıl sonda feedthrough zaten ek bir iletişim PIN aygıt merkezi olarak kullanılabilir tasarımlardan uygulanır (bkz. Şekil 4mavi noktalar). O karşıdan karşıya aygıt piksel piksel sıcaklık okuma degradeler üzerinden yanlışlıklar en aza indirmek için merkezi yerleştirilmiş olması rağmen ısıl da istinat ringe elektrik ölçümleri ile karışmaması taşınmış olabilir. PLA düşük ısı iletkenlik böyle bir değişiklik İstinat Yüzük için metal kullanımı gerekebilir anlamına gelir.

Sıcaklık kontrol etmek bir yöntem için ikinci en iyi odasına uygulanan termoelektrik soğutma/ısıtma halkasıdır. Isıtma/Soğutma Yüzük seramik kartuş yayarlar veya ısı, dağıtmak için en iyi odasının dış Şekil 16' da gösterildiği gibi uygulanır. Yüzük sadece odası üzerinde yerleştirilen yan ters çevirerek soğutma veya Isıtma için kullanılabilir. PLA düşük ısı iletkenlik nedeniyle, bu yöntem yalnızca metal gibi bir çok termal iletken üst odası malzeme için etkilidir.

Şekil 16: soğutma odasının şemayı göster. Bu panel patladı görüntülemek bir test odası derlemesinin bir soğutma halkalı ve mavi renkle gösterilen ısı emicisi yerleşim gösterir. Bir en iyi performans için burada gösterilen netlik için sadece iki yüzük ün çapı dört çubuk ısı alıcıları yerleştirilmelidir unutmayın. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Etkili ısı dağılımı için bir ısı emicisi ve fan da operasyon sırasında kullanılması gerekir. Bir en iyi performans için ısı alıcıları kapalı alan en üst düzeye çıkarmak için soğutma Ringin etrafında yer almalıdır. Daha güçlü fanlar daha iyi bir performans sağlar rağmen herhangi bir fan kullanılabilir. Termal iletken bir epoksi ile soğutma yüzük ve ısı alıcıları uygulama yapılabilir. Çoğu epoksi-ebilmek var olmak çıkarmak ile aseton, epoksi-ebilmek var olmak çıkarmak--dan ısı alıcıları ve halka Isıtma Eğer uygulamadan önce emin olun.