PL241081B1 - Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment - Google Patents
Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment Download PDFInfo
- Publication number
- PL241081B1 PL241081B1 PL425043A PL42504318A PL241081B1 PL 241081 B1 PL241081 B1 PL 241081B1 PL 425043 A PL425043 A PL 425043A PL 42504318 A PL42504318 A PL 42504318A PL 241081 B1 PL241081 B1 PL 241081B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- substrate
- solution
- poly
- solvent
- pcdtbt
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Sposób wytwarzania warstw aktywnych polimerowych urządzeń optoelektronicznych charakteryzuje się tym, że: przygotowuje się roztwór zawierający rozpuszczalnik i przynajmniej dwa polimerowe komponenty do utworzenia warstw aktywnych urządzenia optoelektronicznego; nakłada się roztwór na podłoże (22); wytwarza się menisk (21) poprzez dozowanie roztworu pomiędzy podłoże (22) a element prowadzący, na którego powierzchni znajduje się metalowa elektroda; przemieszcza się roztwór zapewniając przesuw elementu prowadzącego względem podłoża (22); za pomocą źródła napięcia (14) przyłączonego pomiędzy elektrodą na powierzchni elementu prowadzącego a podłożem (22) oddziałuje się na komponenty roztworu, wytwarzając warstwy aktywne urządzenia optoelektronicznego na podłożu (22).The method for producing active layers of polymer optoelectronic devices is characterized in that: preparing a solution containing a solvent and at least two polymer components to form active layers of the optoelectronic device; applying the solution to the substrate (22); creating a meniscus (21) by dispensing a solution between the substrate (22) and a guide member on the surface of which the metal electrode is provided; moves the solution to ensure the sliding of the guide piece relative to the substrate (22); by means of a voltage source (14) connected between the electrode on the surface of the guide element and the substrate (22), the components of the solution are acted upon to produce active layers of the optoelectronic device on the substrate (22).
Description
PL 241 081 B1PL 241 081 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstw aktywnych polimerowych urządzeń optoelektronicznych poprzez nanoszenie roztworu metodą przesuwanego menisku, w którym działa pole elektryczne.The subject of the invention is a method of producing active polymer layers of optoelectronic devices by applying a solution by means of a sliding meniscus in which an electric field is active.
Przedstawiony tu sposób tworzenia warstw aktywnych może mieć zastosowanie w masowej produkcji organicznych urządzeń optoelektronicznych takich jak wielkopowierzchniowe ogniwa słoneczne oraz diody świecące. W urządzeniach tego typu kluczowym problemem jest optymalizacja morfologii takiej warstwy w celu zapewnienia jak najwyższej sprawności procesu elektroluminescencji (diody LED) lub konwersji światła na energię elektryczną.The method of creating active layers presented here can be used in the mass production of organic optoelectronic devices such as large-area solar cells and light emitting diodes. In devices of this type, the key problem is to optimize the morphology of such a layer in order to ensure the highest possible efficiency of the electroluminescence process (LEDs) or the conversion of light into electricity.
Technologia produkcji organicznych urządzeń optoelektronicznych bazuje na materiałach półprzewodnikowych, które mogą być nanoszone z roztworu. Dzięki temu znacząco można obniżyć koszty produkcji oraz tworzyć pojedyncze urządzenia o rozmiarach nieosiągalnych dla technologii bazującej na półprzewodnikach nieorganicznych.The production technology of organic optoelectronic devices is based on semiconductor materials that can be applied from a solution. Thanks to this, it is possible to significantly reduce production costs and create individual devices with dimensions unattainable for the technology based on inorganic semiconductors.
Przykładowy proces tworzenia wielkoformatowych ogniw słonecznych został opisany w publikacji „Roll-to-roll fabrication of polymer solar cells” (S0ndergaard, R. i in., Materials Today 2012, 15 (1), 36-49). Kluczowym elementem tego procesu jest tworzenie warstwy aktywnej poprzez nakładanie z roztworu mieszaniny dwóch lub więcej komponentów pełniących rolę donora i akceptora. Roztwór ten może być nakładany metodą rozciągania za pomocą ostrza (doctor blade/knife coating) lub wylewania przez szczelinę (slot die coating) na przesuwane pod nimi podłoże o dowolnej długości oraz szerokości. Przez analogię do druku prasy codziennej technologia ta nazywana jest technologią roll-to-roll (lub reel-to-reel).An exemplary process for creating large-format solar cells is described in "Roll-to-roll fabrication of polymer solar cells" (S0ndergaard, R. et al., Materials Today 2012, 15 (1), 36-49). A key element of this process is the creation of the active layer by applying a mixture of two or more components, acting as donor and acceptor, from the solution. This solution can be applied by stretching with a blade (doctor blade / knife coating) or by pouring through a slot (slot die coating) on a substrate of any length and width that moves under them. By analogy with daily press printing, this technology is called roll-to-roll (or reel-to-reel) technology.
Technologie wytwarzania optoelektronicznych urządzeń organicznych rozwijano: i) poprzez syntezę nowych materiałów oraz ii) optymalizację ich architektury wewnętrznej poprzez dobór parametrów procesu ich wytwarzania.Technologies for the production of organic optoelectronic devices were developed: i) through the synthesis of new materials and ii) optimization of their internal architecture through the selection of the parameters of the production process.
Zarówno w przypadku organicznych ogniw słonecznych jak również diod świecących podstawowe procesy fizyczne zachodzą w warstwie aktywnej znajdującej się między dwiema elektrodami, z których przynajmniej jedna jest przeźroczysta. Warstwy aktywne zawierają najczęściej dwa lub więcej składników pełniących role donora i akceptora (ogniwa słoneczne) lub półprzewodnika typu n i typu p (LED). Najwyższe wydajności obu typu urządzeń obserwuje się, gdy składniki w warstwie ułożone są w trójwymiarowe struktury o możliwie dużej powierzchni rozdziału domen, ale przy zapewnieniu ich ciągłości, która jest niezbędna dla transportu nośników ładunku z (LED) i do (ogniwa słoneczne) elektrod. Strukturę taką nazywamy heterozłączem objętościowym (ang. bulk heterojunction).Both in the case of organic solar cells and light diodes, the basic physical processes take place in the active layer between two electrodes, at least one of which is transparent. Active layers usually contain two or more components acting as donor and acceptor (solar cells) or n-type and p-type semiconductor (LED). The highest efficiency of both types of devices is observed when the components in the layer are arranged in three-dimensional structures with the largest possible area of domain separation, but ensuring their continuity, which is necessary for the transport of charge carriers from (LED) and to (solar cells) electrodes. This structure is called a bulk heterojunction.
Heterozłącza objętościowe powstają najczęściej samorzutnie na skutek procesu separacji faz w trakcie nanoszenia z roztworu lub w następującym po nim dodatkowym kroku technologicznym np. wygrzewaniu temperaturowym. Optymalizacja struktury warstwy aktywnej polega na odpowiednim doborze parametrów procesu nanoszenia, czyli np. rodzaju rozpuszczalnika, koncentracji wzajemnej składników, gęstości roztworu, szybkości jego nanoszenia i innych.Volumetric heterojunction usually arises spontaneously as a result of the phase separation process during application from the solution or in the subsequent additional technological step, e.g. temperature heating. The optimization of the active layer structure consists in the appropriate selection of the parameters of the application process, i.e. the type of solvent, the mutual concentration of components, the density of the solution, the speed of its application and others.
Celowym byłoby opracowanie nowego sposobu wytwarzania warstw aktywnych polimerowych urządzeń optoelektronicznych, który umożliwiłby optymalizację morfologii nanoszonej warstwy w celu zapewnienia jak najwyższej sprawności procesu elektroluminescencji (diody LED) lub konwersji światła na energię elektryczną.It would be advisable to develop a new method of producing active polymer layers of optoelectronic devices, which would enable optimization of the morphology of the applied layer in order to ensure the highest possible efficiency of the electroluminescence process (LED diodes) or the conversion of light into electricity.
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstw aktywnych polimerowych urządzeń optoelektronicznych zawierających warstwy aktywne na podłożu. Sposób charakteryzuje się tym, że przygotowuje się roztwór zawierający rozpuszczalnik i przynajmniej dwa polimerowe komponenty do utworzenia warstw aktywnych urządzenia optoelektronicznego. Jako rozpuszczalnik stosuje się chlorobenzen, dichlorobenzen lub toluen, a przynajmniej dwa polimerowe komponenty wybiera się z grupy, w której skład wchodzi: PCDTBT (poli[N-9’-heptadekanylo-2,7-karbazolo-alt-5,5-(4’,7’-di-2-tienylo-2’,1’,3’-benzotiadiazol)]), RP3HT (regiregularny poli(3-heksylotiofeno-2,5-diyl)), PC60BM (((6,6)-fenylo-C61 ester metylowy kwasu masłowego) i PC70BM (((6,6)-fenylo-C71 ester metylowy kwasu masłowego). Ewentualnie jako rozpuszczalnik stosuje się ksylen, dichlorobenzen lub toluen, a przynajmniej dwa polimerowe komponenty wybiera się z grupy, w której skład wchodzi: MEH-PPV (poli[2-metoksy-5-(2-etyloheksyloksy)-1,4-fenylenowinylen]), CN-PPV (cyjano-polifenylenowinylen), F8T2 (poli(9,9-dioktylofluoreno-alt-bitiofen)) i poli[(9,9-dioktylofluorenyl-2,7-diylo)-ko-bitiofen]. Ponadto, nakłada się roztwór na podłoże przewodzące prąd elektryczny, wytwarza się menisk poprzez dozowanie roztworu pomiędzy podłoże a element prowadzący, na którego powierzchni znajduje się metalowa elektroda,The subject of the invention is a method of producing active layers of polymer optoelectronic devices containing active layers on a substrate. The method is characterized in that a solution containing a solvent and at least two polymer components is prepared to form active layers of an optoelectronic device. The solvent used is chlorobenzene, dichlorobenzene or toluene, and at least two polymeric components are selected from the group consisting of: PCDTBT (poly [N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5- (4 ', 7'-di-2-thiophene-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)]), RP3HT (regiregular poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)), PC60BM (((6.6) -phenyl-C61 butyric acid methyl ester) and PC70BM (((6,6) -phenyl-C71 butyric acid methyl ester). Optionally, the solvent is xylene, dichlorobenzene or toluene, and at least two polymeric components are selected from the group in which consists of: MEH-PPV (poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinyl]), CN-PPV (cyano-polyphenylene vinyl), F8T2 (poly (9,9-dioctylfluorene-alt -bitiophene)) and poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -bithiophene]. In addition, applying the solution to an electrically conductive substrate, creating a meniscus by dispensing the solution between the substrate and the guide, on whose surface it is located metal electrode,
PL 241 081 B1 przemieszcza się roztwór, zapewniając przesuw elementu prowadzącego względem podłoża, za pomocą źródła napięcia przyłączonego pomiędzy elektrodą na powierzchni elementu prowadzącego a podłożem oddziałuje się na komponenty roztworu, wytwarzając warstwy aktywne urządzenia optoelektronicznego na podłożu.The solution is displaced to provide the guide element advance with respect to the substrate, the voltage source connected between the electrode on the guide element surface and the substrate acts on the solution components to produce active layers of the optoelectronic device on the substrate.
Korzystnie, jako urządzenia optoelektroniczne wytwarza się ogniwa słoneczne, stosując roztwór zawierający rozpuszczalnik i przynajmniej dwa komponenty pełniące rolę donora i akceptora.Preferably, solar cells are manufactured as optoelectronic devices using a solution containing a solvent and at least two components acting as donor and acceptor.
Korzystnie, jako urządzenia optoelektroniczne wytwarza się elementy LED, stosując roztwór zawierający rozpuszczalnik i przynajmniej dwa komponenty pełniące rolę półprzewodnika typu n i półprzewodnika typu p.Preferably, LED elements are manufactured as optoelectronic devices using a solution containing a solvent and at least two components acting as an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
Korzystnie, stosuje się źródło napięcia stałego.Preferably, a DC voltage source is used.
Korzystnie, stosuje się źródło napięcia zmiennego.Preferably, an AC voltage source is used.
Korzystnie, do wytworzenia menisku stosuje się urządzenie, zawierające platformę na podłoże; element prowadzący, ruchomy względem platformy, do rozciągania cieczy na podłożu w menisk oraz źródło napięcia sprzężone z elementem prowadzącym.Preferably, a device is used to form a meniscus which includes a substrate platform; a guide member movable with respect to the platform for stretching the liquid on the substrate into the meniscus; and a voltage source coupled to the guide member.
Korzystnie, stosuje się element prowadzący w postaci walca.Preferably, a roller-shaped guide element is used.
Korzystnie, stosuje się element prowadzący w postaci bryły asymetrycznej obrotowo.Preferably, a guiding element in the form of a rotationally asymmetric body is used.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schematycznie przykładowe urządzenie do stosowania w sposobie według wynalazku;The subject of the invention is illustrated in an exemplary embodiment in the drawing, in which: Fig. 1 schematically shows an exemplary device for use in the method according to the invention;
Fig. 2A-2D przedstawiają możliwe przykłady wykonania elementów prowadzących;Figs. 2A-2D show possible embodiments of the guide elements;
Fig. 3 przedstawia profile głębokościowe sygnału siarki obrazujące rozkład PCDTBT w realizacji według przykładu wykonania.Fig. 3 shows depth profiles of the sulfur signal depicting PCDTBT distribution in an embodiment according to an exemplary embodiment.
Sposób według wynalazku może być prowadzony przykładowo za pomocą urządzenia przedstawionego na Fig. 1.The method according to the invention can be carried out, for example, with the device shown in Fig. 1.
Urządzenie to służy do rozciągania roztworu za pomocą elementu prowadzącego (w tym przykładzie mającego postać walca) znajdującego się w niewielkiej odległości od przesuwanego podłoża. Między podłoże a element prowadzący dozowana jest niewielka ilość nanoszonego roztworu tak, że tworzy on menisk. Dodatkowo między przewodzące podłoże a element prowadzący pokryty metaliczną elektrodą (przykładowo złotą) przykładane jest napięcie stałe lub zmienne.This device is used to stretch the solution by means of a guide element (in this example in the form of a cylinder) placed at a short distance from the moving substrate. A small amount of the applied solution is dispensed between the support and the guide element so that it forms a meniscus. In addition, a direct or alternating voltage is applied between the conductive substrate and the guide element covered with a metallic electrode (e.g., gold).
Urządzenie zawiera przesuw liniowy 1 pozwalający na poruszanie podłożem względem nieruchomego elementu prowadzącego 3, w wyniku czego następuje rozciąganie roztworu na podłożu. Przesuw liniowy 1 pozwala na dobór odpowiedniej prędkości, jak również przyspieszenia. Uchwyt 2 pozwala na zamontowanie elementu prowadzącego 3 rozciągającego warstwę roztworu. W celu uzyskania jednorodnej warstwy na jak największej powierzchni niezwykle istotne jest odpowiednie ułożenie elementu prowadzącego 3 rozciągającego warstwę względem powierzchni próbki, jak również wypoziomowanie całego układu. W tym celu zastosowano szereg elementów pozwalających na odpowiednie ustawienie poszczególnych komponentów urządzenia. Śruba mikrometryczna 9 pozwala na ustawienie elementu prowadzącego 3 na odpowiedniej wysokości nad podłożem z dokładnością do kilku μm. Pierwsza platforma 8 pozwala z kolei na skorygowanie pochyłu podłoża, tak że element prowadzący 3 na całej jej długości porusza się na stałej wysokości. Druga platforma 10 pozwala natomiast na korekcję przechyłu elementu prowadzącego 3, tak żeby był on równoległy do powierzchni podłoża. Całe urządzenie zostało dodatkowo umieszczone na trzeciej platformie 11 z zamontowanymi trzema śrubami, pozwalającymi na wypoziomowanie urządzenia.The device comprises a linear travel 1 allowing the substrate to be moved relative to the fixed guide 3, thereby stretching the solution on the substrate. The linear movement 1 allows the selection of an appropriate speed as well as acceleration. The holder 2 allows the mounting of the guide element 3 that stretches the solution layer. In order to obtain a homogeneous layer on the largest possible surface, it is extremely important to properly arrange the guide element 3 stretching the layer relative to the sample surface, as well as to level the entire system. For this purpose, a number of elements were used to properly position the individual components of the device. The micrometer screw 9 makes it possible to set the guiding element 3 at a suitable height above the ground with an accuracy of a few μm. The first platform 8 in turn makes it possible to correct the slope of the ground, so that the guide element 3 moves at a constant height along its entire length. The second platform 10, on the other hand, makes it possible to correct the tilt of the guide element 3 so that it is parallel to the ground surface. The whole device was additionally placed on the third platform 11 with mounted three screws, allowing for leveling the device.
Element prowadzący 3 rozciągający warstwę roztworu może być wykonany ze szkła lub innych materiałów. Na powierzchni elementu prowadzącego 3 napylona jest warstwa metalu, korzystnie złota, służąca jako elektroda.The guide element 3 that stretches the solution layer may be made of glass or other materials. A layer of metal, preferably gold, is sputtered on the surface of the guide element 3, serving as an electrode.
Pomiędzy przewodzącą próbkę a elektrodę na elemencie prowadzącym 3 przykładana jest różnica napięć ze źródła napięcia, w wyniku czego powstaje pole elektryczne skierowane prostopadle do podłoża. Źródło napięcia generuje napięcie elektryczne stałe lub zmienne w czasie o przebiegach przykładowo prostokątnych, sinusoidalnych, trójkątnych.A voltage difference from the voltage source is applied between the conductive sample and the electrode on the guide element 3, resulting in an electric field directed perpendicular to the substrate. The voltage source generates a constant or time-varying electric voltage with, for example, rectangular, sinusoidal and triangular waveforms.
Do opisanego powyżej urządzenia wprowadza się przewodzące prąd elektryczny podłoże, które umieszcza się na platformie 8, osadzonej na przesuwie liniowym 1. Dzięki platformie 11 umieszczonej na trzech nogach poziomujących możliwe jest wypoziomowanie całego urządzenia. Dodatkowe poziomowanie zapewnia platforma 8 wyposażona w układ regulacji pochyłu w co najmniej jednej płaszczyźnie, korzystnie w trzech płaszczyznach. Podobnie platforma 10 elementu prowadzącego 3 wyposażonaAn electrically conductive substrate is introduced into the device described above, which is placed on the platform 8, seated on the linear displacement 1. Thanks to the platform 11 placed on three leveling legs, it is possible to level the entire device. Additional leveling is provided by a platform 8 provided with a tilt adjustment system in at least one plane, preferably three planes. Similarly, the platform 10 of the guide piece 3 is provided with
PL 241 081 B1 jest też w układ regulacji pochyłu w co najmniej dwóch płaszczyznach (korzystnie w trzech płaszczyznach), do której przymocowany jest sztywno uchwyt na szkiełko 5 z prętem 4 i elementem prowadzącym 3 z naparowanymi elektrodami metalicznymi.There is also a tilt adjustment system in at least two planes (preferably in three planes), to which a glass holder 5 with a rod 4 and a guide element 3 with vaporized metallic electrodes is rigidly attached.
W urządzeniu przedstawionym na Fig. 1 można stosować różnego rodzaju elementy prowadzące 3, przedstawione schematycznie na Fig. 2A-2D.The device shown in Fig. 1 can use different types of guide elements 3 shown schematically in Figs. 2A-2D.
Przykładowo, element prowadzący 3 może mieć kształt walca 3A. Walec 3A charakteryzuje się tym, że jest bryłą obrotową, która ma symetryczną powierzchnię zewnętrzną względem swej osi.For example, the guide element 3 may have the shape of a cylinder 3A. The roller 3A is characterized in that it is a body of revolution which has a symmetrical outer surface with respect to its axis.
Alternatywnie, element prowadzący 3 może mieć postać płaskiej płytki 3B, piramidy 3C lub prostopadłościanu 3D. Cechą wspólną tych elementów 3B, 3C, 3D jest to, że są one bryłami, których powierzchnia jest asymetryczna obrotowo, tak że poprzez regulację ich nachylenia względem podłoża 22 można regulować kształt formowanego menisku 21, a tym samym wpływać na parametry przebiegu reakcji. W szczególności, umożliwiają one dostosowanie kształtu formowanego menisku 21 tak, że powstały menisk w spoczynku jest asymetryczny, to znaczy jego kształt jest inny na przedniej i tylnej krawędzi styku.Alternatively, the guide element 3 may be in the form of a flat plate 3B, a pyramid 3C or a 3D cuboid. A common feature of these elements 3B, 3C, 3D is that they are solids whose surface is asymmetric in rotation, so that by adjusting their inclination with respect to the substrate 22, the shape of the formed meniscus 21 can be adjusted and thus the parameters of the course of the reaction can be influenced. In particular, they make it possible to adjust the shape of the formed meniscus 21 such that the resulting meniscus at rest is asymmetrical, i.e. its shape is different at the front and rear contact edges.
W alternatywnych przykładach wykonania urządzenia to element prowadzący 3 może być elementem przesuwanym, a w miejscu przesuwu liniowego 1 może znajdować się stacjonarna podstawa.In alternative embodiments of the device, it is the guide element 3 that can be a sliding element, and a stationary base can be provided at the location of the linear displacement 1.
W jeszcze innych przykładach wykonania zamiast przesuwu liniowego 1 mogą być wykorzystane inne mechanizmy przesuwu podłoża, przykładowo układ rolek przesuwający podłoża sztywne lub systemy rozpinające podłoża giętkie.In still other exemplary embodiments, other substrate advance mechanisms may be used in place of linear travel 1, for example a roller system for moving rigid substrates or systems that span flexible substrates.
W kolejnym przykładzie wykonania ruchome mogą być jednocześnie obydwa elementy - zarówno element prowadzący 3, jak i podłoże na przesuwie liniowym lub innym mechanizmie przesuwu.In a further embodiment, both elements may be movable simultaneously - both the guide element 3 and the substrate on a linear travel or other travel mechanism.
W przedstawionym tu przykładzie wykonania dąży się do tego (za pomocą wspomnianych elementów regulujących), aby podłoże było ustawione poziomo. Możliwe są jednak alternatywne przykłady wykonania, w których podłoże jest ustawione pod określonym kątem względem poziomu lub też pionowo.In the embodiment shown here, the aim is (by means of the aforementioned adjusting means) that the substrate is horizontal. However, alternative embodiments are possible in which the substrate is at a specific angle to the horizontal or also vertically.
Sposób prowadzi się następująco.The method is carried out as follows.
Po wypoziomowaniu układu wprowadza się pomiędzy podłoże a element prowadzący 3 roztwór, z którego powstaną warstwy aktywne polimerowego urządzenia optoelektronicznego.After the system is leveled, a solution is introduced between the substrate and the guide element 3, from which active layers of the polymer optoelectronic device will be formed.
Przykładowo, gdy wytwarza się ogniwa słoneczne, roztwór zawiera rozpuszczalnik i przynajmniej dwa komponenty pełniące rolę donora i akceptora. Przykładowo, jako rozpuszczalnik można stosować chlorobenzen, dichlorobenzen lub toluen. Z kolei jako komponenty pełniące rolę donora i akceptora można stosować przynajmniej dwa komponenty wybrane z grupy, w której skład wchodzi PCDTBT (poli[N-9’-heptadekanylo-2,7-karbazolo-alt-5,5-(4’,7’-di-2-tienylo-2’,1’,3’-benzotiadiazol)]) RP3HT (regiregularny poli(3-heksylotiofeno-2,5-diyl)), PC60BM (((6,6)-fenylo-C61 ester metylowy kwasu masłowego) oraz PC70BM ((6,6)-fenylo-C71 ester metylowy kwasu masłowego).For example, when manufacturing solar cells, the solution includes a solvent and at least two components to act as donor and acceptor. For example, chlorobenzene, dichlorobenzene, or toluene can be used as a solvent. On the other hand, at least two components selected from the group consisting of PCDTBT (poly [N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5- (4 ', 7 '-di-2-thiophene-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)]) RP3HT (regiregular poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)), PC60BM (((6,6) -phenyl-C61 butyric acid methyl ester) and PC70BM ((6,6) -phenyl-C71 butyric acid methyl ester).
Z kolei gdy wytwarza się elementy LED (ang. Light Emitting Diode), to roztwór zawiera rozpuszczalnik i przynajmniej dwa komponenty pełniące rolę półprzewodnika typu n i typu p. Przykładowo, jako rozpuszczalnik można stosować ksylen, dichlorobenzen lub toluen. Z kolei jako komponenty pełniące rolę półprzewodnika typu n i typu p można stosować przynajmniej dwa komponenty wybrane z grupy, w której skład wchodzi MEH-PPV (poli[2-metoksy-5-(2-etyloheksyloksy)-1,4-fenylenowinylen]), CN-PPV (cyjano-polifenylenowinylen), F8T2 (poli(9,9-dioktylofluoreno-alt-bitiofen)) oraz poli[(9,9-dioktylofluorenyl-2,7-diylo)-ko-bitiofen]).On the other hand, when producing LED (Light Emitting Diode) elements, the solution contains a solvent and at least two n-type and p-type semiconductor components. For example, xylene, dichlorobenzene or toluene may be used as the solvent. On the other hand, as components acting as n-type and p-type semiconductors, at least two components selected from the group consisting of MEH-PPV (poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinyl]) can be used, CN-PPV (cyano-polyphenylene vinyl), F8T2 (poly (9,9-dioctylfluorene-alt-bitiophene)) and poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) -co-bitiophene]).
Następnie, zapewniając przemieszczenie pomiędzy elementem prowadzącym a podłożem, rozciąga się warstwę roztworu na podłożu. Chcąc zmodyfikować warstwę roztworu, tj. wytworzyć pożądaną warstwę aktywną urządzenia optoelektronicznego, podczas rozciągania roztworu, pomiędzy elektrodę metaliczną na elemencie prowadzącym 3 a przewodzące podłoże przykłada się kontrolowane napięcie elektryczne pochodzące ze sterowanego źródła napięcia. Włączanie/wyłączanie napięcia elektrycznego oraz zastosowanie odpowiednich przebiegów napięciowych powoduje lokalną modyfikację roztworu, w której może dochodzić do rozseparowania lub lokalnej zmiany kompozycji wzajemnej składników na skutek elektroforezy lub dielektroforezy. Grubość i jednorodność wytwarzanej warstwy roztworu zmienia się poprzez zapewnienie odpowiedniej odległości i skręcenie elementu prowadzącego 3 w stosunku do podłoża oraz poprzez kontrolę prędkości i przyspieszenia przemieszczania liniowego podłoża.Thereafter, a layer of solution is stretched on the substrate by providing a displacement between the guide member and the substrate. In order to modify the solution layer, i.e. to create the desired active layer of the optoelectronic device, while stretching the solution, a controlled voltage from a controlled voltage source is applied between the metal electrode on the guide element 3 and the conductive substrate. Switching on / off the electric voltage and the application of appropriate voltage waveforms cause local modification of the solution, which may lead to separation or local change of the mutual composition of components due to electrophoresis or dielectrophoresis. The thickness and homogeneity of the solution layer produced is changed by ensuring the appropriate distance and twisting of the guide element 3 in relation to the substrate and by controlling the speed and acceleration of the linear movement of the substrate.
Gdy stosuje się źródło napięcia stałego, może wystąpić lokalna zmiana kompozycji warstwy na skutek elektroforezy.When a DC voltage source is used, a local change in the composition of the layer due to electrophoresis may occur.
Gdy stosuje się źródło napięcia zmiennego, może wystąpić lokalna zmiana kompozycji warstwy na skutek dielektroforezy.When an AC voltage source is used, a local change in the composition of the layer due to dielectrophoresis may occur.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425043A PL241081B1 (en) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425043A PL241081B1 (en) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425043A1 PL425043A1 (en) | 2019-10-07 |
| PL241081B1 true PL241081B1 (en) | 2022-08-01 |
Family
ID=68099284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425043A PL241081B1 (en) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241081B1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936761B2 (en) * | 2003-03-29 | 2005-08-30 | Nanosolar, Inc. | Transparent electrode, optoelectronic apparatus and devices |
| US7259106B2 (en) * | 2004-09-10 | 2007-08-21 | Versatilis Llc | Method of making a microelectronic and/or optoelectronic circuitry sheet |
| KR101960525B1 (en) * | 2016-03-22 | 2019-03-20 | 울산과학기술원 | Method for manufacturing optoelectronic device |
-
2018
- 2018-03-28 PL PL425043A patent/PL241081B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL425043A1 (en) | 2019-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Back et al. | Investigation of structure–property relationships in diketopyrrolopyrrole-based polymer semiconductors via side-chain engineering | |
| Chabinyc et al. | Materials requirements and fabrication of active matrix arrays of organic thin-film transistors for displays | |
| Egbe et al. | Anthracene based conjugated polymers: Correlation between π− π-stacking ability, photophysical properties, charge carrier mobility, and photovoltaic performance | |
| Cavallini et al. | Field-effect transistors based on self-organized molecular nanostripes | |
| Choi et al. | High-performance triisopropylsilylethynyl pentacene transistors via spin coating with a crystallization-assisting layer | |
| Chai et al. | Scalable directed assembly of highly crystalline 2, 7-dioctyl [1] benzothieno [3, 2-b][1] benzothiophene (C8-BTBT) films | |
| US20110156019A1 (en) | Derivatized fullerene-based dopants for organic semiconductors | |
| Yu et al. | Fine molecular tuning of diketopyrrolopyrrole-based polymer semiconductors for efficient charge transport: effects of intramolecular conjugation structure | |
| US20070221916A1 (en) | Organic semiconductor formulation | |
| Vohra et al. | Low-cost and green fabrication of polymer electronic devices by push-coating of the polymer active layers | |
| Luria et al. | Spectroscopic imaging of photopotentials and photoinduced potential fluctuations in a bulk heterojunction solar cell film | |
| Chen et al. | Phase segregation mechanisms of small molecule‐polymer blends unraveled by varying polymer chain architecture | |
| Guo et al. | In situ characterization of the triphase contact line in a brush-coating process: Toward the enhanced efficiency of polymer solar cells | |
| Shen et al. | Wettability control of interfaces for high-performance organic thin-film transistors by soluble insulating polymer films | |
| Lee et al. | Thickness-dependent electrical properties of soluble acene–polymer blend semiconductors | |
| Wu et al. | Scaling up principles for solution-processed organic single-crystalline heterojunctions | |
| US11600785B2 (en) | Photoactive compound | |
| Wang et al. | Microstructured Ultrathin Organic Semiconductor Film via Dip-Coating: Precise Assembly and Diverse Applications | |
| Rodlmeier et al. | Controlled molecular orientation of inkjet printed semiconducting polymer fibers by crystallization templating | |
| Tang et al. | Morphology and charge transport properties of P (NDI2OD-T2)/polystyrene blends | |
| PL241081B1 (en) | Method for producing active polymer layers for optoelectronic equipment | |
| JP5981594B1 (en) | Coating method and coating apparatus | |
| Jeong et al. | Thermal annealing effects on the morphology and charge transport of polymer semiconductor nanowires aligned in an insulating polymer matrix | |
| Cho et al. | Wafer-scale and environmentally-friendly deposition methodology for extremely uniform, high-performance transistor arrays with an ultra-low amount of polymer semiconductors | |
| Vebber et al. | Variance-resistant PTB7 and axially-substituted silicon phthalocyanines as active materials for high-Voc organic photovoltaics |