유기 광전자 소자에 대 한 3D 인쇄 챔버 저하 테스트

요약

여기, 우리는 디자인, 제조, 및 공기에 민감한 유기 광전자 소자의 광학 및 전기 특성에 대 한 간단 하 고, 다양 한 3D 인쇄 및 제어 대기 챔버의 사용에 대 한 프로토콜을 제시.

초록

이 원고에서 우리는 작은, 휴대용, 쉬운--사용 대기 챔버의 제조 개요 유기 및 페로 광전자 장치, 3D 인쇄를 사용 하 여. 이러한 유형의 장치는 습기와 산소, 같은 챔버 도움이 연구원 전자 및 안정성 속성 특성화 됩니다. 챔버는 제어 속성 (를 포함 하 여 온도 습도, 가스 도입)와 임시, 재사용할 수 있는, 그리고 안정적인 환경으로 사용할 것입니다. 그것은 공기에 민감한 자료를 보호 하기 위해 또는 저하 연구에 대 한 제어 방법으로 그들을 오염 물질에 노출에 사용할 수 있습니다. 챔버의 속성의 특성, 우리는 표준 습도 센서에 의해 측정 된 상대 습도 사용 하 여 수증기 전송 속도 (WVTR)를 결정 하는 간단한 절차를 개설 한다. Polylactic 산 (PLA)의 50 %infill 밀도 사용 하 여 표준 운영 절차, 주 장치 속성의 뜻깊은 손실 없이 사용할 수 있는 챔버에 발생 합니다. 다양성 및 챔버의 사용의 용이성 컴팩트 제어 분위기를 필요로 하는 어떤 특성 상태에 적용할 수 있습니다.

서문

유기 및 페로 광전자 장치, 태양 전지 및 발광 다이오드 반도체 유기 분자를 π 활용 및 organometal 할로겐 기반 연구의 급속 하 게 성장 하는 분야는. 유기 발광 다이오드 (Oled) 조명에서 주요 기술 요소는 이미¹, 표시 및 유기 태양 전지는 비정 질 실리콘²와 경쟁 수 있도록 효율성을 달성 하기 시작 했습니다. 페로-기반 장치 빛 흡수 및 발광 응용 프로그램^3,,45 의 최근 급속 한 발전 제안 저가, 쉽게 처리 장치는 곧 널리 찾을 가능성이 배포입니다. 그러나, 이러한 모든 기술은 대기 오염 물질, 특히 습기와 산소, 그들의 효과적인 일생^6,7,,89를 제한 하는 감도에서 고통.

이러한 시스템을 공부 하는 연구원에 대 한 적응력, 쉬운--사용, 휴대용, 그리고 재사용 가능한 챔버 등 민감한 자료를 보호 하기 위해 또는 제어 방식으로^10,11에 오염 물질에 노출에 유용할 수 있습니다. 그것은 공기에 민감한 소자의 특성에 대 한 한 글러브를 사용 하 여, 비록이 크고, 비싼, 그리고 고정 위치, 불활성 환경 필요할 수 있는 특성의 넓은 범위와 호환 수 있습니다. 제공 하는 휴대용 대안, 리스 외. ¹⁰ 작은 금속 챔버 유기 소자의 전기 및 광학 특성에 대 한 적당 한 표준 진공 플랜지에 따라 제안. 우리가 만드는 그것은 저렴 하 고 더 다양 한 사용 하 여 챔버 부품 생산을 3 차원 인쇄가이 디자인을 적응 했습니다. 3D 인쇄 보다는 가공, 사용 유틸리티의 기본 디자인을 유지 하면서 샘플 또는 환경 요구 사항 변화에 신속 하 고 비용 효율적인 조정에 대 한 수 있습니다. 이 기여에 우리 같은 챔버, 확인 하는 절차를 설명 하 고 유기 다이오드 소자의 전류-전압 특성을 추출 하는 데 사용할.

유기의 좋은 캡슐 페로 장치 10^-3 -10^-6 g/m²의 WVTRs 있어야/장기 장치 안정성^12,13, 유기 소자에 작은 물 진입을 보장 하기 위한 일에 매우 가혹한 조건입니다. 이 챔버 테스트 목적 보다는 장기 저장 또는 캡슐화 방법 제어 환경 설계, 효과적인 챔버에 대 한 요구는으로 엄격 합니다. 챔버는 특성 실험을 수행 하는 합리적인 시간 내에서 장치 속성을 유지할 수 있어야 합니다. 몇 일 동안 또는 사용 될 수 있는 챔버에 PLA를 사용 하 여 표준 운영 절차 결과 주 장치 속성의 뜻깊은 손실 없이 통합 된 가스 흐름.

자료를 변경 또는 심지어 모양과 크기 챔버 바디의 챔버로 공기에서 오염 물질의 침투에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 습기와 산소의 진입 챔버의 효능을 결정 하기 위해 각 디자인에 대 한 신중 하 게 모니터링 해야 합니다. 우리, 또한 챔버의 제작 개요 실험 챔버의 사용에 대 한 기간을 설정 하는 상용 습도 센서를 사용 하는 챔버의 WVTR을 결정 하기 위한 간단한 절차.

간단 하면서도 다양 한 챔버 실험의 여러 유형에 대 한 수행할 수 있습니다. 그들은 불활성 분위기 글러브, 전기 및 광학 characterizations 전기 피드스루 포트 및 창에 대 한 적당 한 외부 환경으로 작동할 수 있다. 그들의 이동성 수 라운드 로빈 신뢰성¹⁴ 에 대 한 테스트에 유용 어디 그들은 제조 되었다, 실험실 외부 표준 전기 특성화 장비와 함께 사용할 수 또는 장치의 인증된 측정을 얻기 위해 성능¹⁵. 이 약 실은 간단한 수정 제어 저하 테스트에 대 한 오염 물질의 도입의 효과 연구 하는 데 특히 유용도 있습니다. 3D 인쇄를 사용 하 여 장치 레이아웃, 크기, 변경 또는 테스트 요구 사항에 중요 한, 빠른 적응성을 수 있습니다.

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프로토콜

1. 3D 인쇄 챔버 부품

참고: 모든 프린터 준비, "슬라이서" 소프트웨어 설정 및 인쇄 매개 변수 테이블의 자료에 표시 된 프린터에 특정 했다. 각각 그들의 자신의 세트의 준비 단계와 최적의 3D 프린터의 광범위가 있다. 또한 인쇄 된 부분에 대 한 사용 폴리머 필 라 멘 트에 대 한 가능한 다양 한 색상입니다. 그것은 동일한 플라스틱을 사용 하 여 각 부분에 대 한 필요가 없습니다입니다.

1. 원하는 챔버 구성에 따라 해당.stl 파일을 선택 합니다.
   참고: 이러한 구성은 함께 하나의 완전 한 챔버 구성의 분해 뷰 그림 1에 자세히는.
2. .Stl 파일 프린터 읽을.gcode 파일을 변환 하는 조각화 소프트웨어를 설정 합니다.
   1. 재료의 테이블에에서 나열 된 조각화 소프트웨어를 다운로드 합니다.
   2. 다른 로 이동 하 여 사용 중인 프린터를 선택 하 고 사용 중인 프린터를 찾을.
   3. 설정 으로 이동 > 프린터 > 프린터 관리 > 컴퓨터 설정 을 그림 2와 같이 설정을 변경 하 고.
3. 조각화 소프트웨어로 사용자 원하는 매개 변수가 있는.gcode 파일을.stl 파일을 변환 합니다.
4. SD 카드에 변환 된.gcode 파일을 저장 하 고 3D 프린터에 넣습니다.
5. 3D 프린터를 사용 하기 위해 준비.
   1. 파란색 마스킹 테이프와 인쇄 침대 커버. 입술, 공기 방울, 또는 불규칙 한 표면 표면 신용 카드 형식 개체를 실행 하 여 확인 합니다.
   2. 필요한 경우 프린터 침대 수준. 메서드는 프린터 다릅니다 하 고 연구 될 수 있다.
6. 3D 프린터 디스플레이에 SD 카드에서 인쇄 이동 하 고 원하는 파일을 선택 하십시오.
   참고: 프린터는, 처음에, 그것의 침대와 노즐, 열 그리고 인쇄 시작 됩니다.
7. 1.3-1.6 인쇄할 각 부분에 대 한 단계를 반복 합니다.

그림 1: 시험 챔버의 분해 뷰 구성 테이블. (한)이 표에 다양 한 챔버 구성.stl 파일 있습니다. 행 인쇄 각 챔버 부분에 변이의 설계도 3 차원 렌더링을 보여줍니다. 열 단일 챔버를 완료 하는 데 필요한 부분을 보여 줍니다. 참고 아래쪽 챔버 또는 가스 포트를 둘 다 아래쪽 챔버 챔버가 됩니다. (b)이이 패널 4 픽셀 IV 테스트 구성에 대 한 인쇄 챔버의 쪼개진된 CAD 보기를 보여줍니다. O-링, 유기 소자와 KF50을 중심으로 가스 켓은 3D 인쇄. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2: 3D 프린터 설정. 이 약 실에 대 한 3D 인쇄 부품 생산 조각화 소프트웨어에 필요한 기계 설정의 스크린샷입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

2. 상단 챔버 어셈블리

1. 최고 챔버에 삽입 스레드를 추가 (삽입 스레드를 적용 하는 방법에 대 한 내용은 그림 3b 참조).
   1. 4 도청 구멍 직경 (크기 21 임페리얼) 0.397 c m의 깊이에서 0.404 cm의 드릴 (5/32에서) 인쇄 된 상단 챔버의 아래쪽에는 4 안내 하는 구멍에 ( 그림 1a참조).
   2. #4-40 스레드 크기 (0.248 cm 직경에서)와 황동 테이퍼 스레드 삽입을 아래로 더 작은 직경 드릴된 구멍에 넣으십시오.
   3. 납땜을 켭니다. 약 330-350 ° C에가 열 될 때 스레드 삽입을 납땜 팁 누르고 삽입 준비 된 구멍으로 슬라이드 수 있도록 플라스틱을가 열로 공칭 압력을 적용 합니다. 삽입의 윗면까지 (삽입 곧장 이동 보장) 압력을 유지 하 고 상단 챔버의 아래쪽 얼굴 약 1 m m 떨어져 있습니다.
   4. 가볍게 눌러 삽입의 상단 면에 대 한 straightedge의 가장자리 플라스틱 그것은 최고 챔버의 아래쪽 얼굴 플러시 되도록 여전히 뜨겁다. 계속 하기 전에 냉각 플라스틱에 대 일 분 수 있습니다.
   5. 고정 링 삽입을 배치 하 고 구멍 줄 있는지 확인 하 여 삽입의 맞춤을 확인 합니다. 그림 3 c를 참조 하십시오.
   6. 2.1.2-2.1.5 모든 4 삽입에 대 한 단계의 절차를 반복 합니다.
2. 삽입 하 고 상단 챔버 밑면에 원형 홈에 크기 116 부 틸 링을 누릅니다.
3. O-링 위에 유기 소자를 배치 (2 가능한 픽셀 패턴의 자세한 내용은 그림 4 참조).
   참고: 단일 유기 장치 할 수 있다 독립적으로 측정 될 수 있다 개별 다이오드 수의. 이들은 "픽셀." 이라고 그림 4에서 패턴으로 가기 챔버에 배치 되어야 합니다 유기 소자의 방향을 나타냅니다. 챔버 측면 노치 아래 ( 그림4에서 패턴에 방향 표시)를 기준으로 유기 소자 (6-픽셀) 또는 유기 소자 (4 픽셀)의 왼쪽에 이어야 한다.
4. 글러브 환경에서 고정 상단 챔버를 고정 링 4 4 40 스레드 나사 (0.248 cm 직경, 길이 0.478 cm)를 속이 고 여 고정 링을 통해 스레드 삽입으로. 고정 링과 o-링 사이 장치를 누릅니다. 장치 나사를 속이 고 점진적으로 균열을 하지 주의 각 패스를 돌아서가 1-8.
   참고: 보장 충분 한 물개, o-링 15-25% 압축 장치 주위에 밀착 확인 합니다.

그림 3: 상단 챔버의 조립. (한)이이 패널이 보여줍니다 분해 4 픽셀 가기 챔버. (b)이이 패널 상단 챔버 납땜을 사용 하 여 스레드 삽입의 응용 프로그램에서는. (c)이이 패널 상단 챔버 (o-링 및 나사 선명도 대 한 표시 되지 않습니다 참고)에 고정 링의 맞춤 보여주는 부분적으로 조립 된 상단 챔버 구성 요소를 보여 줍니다. PLA 플라스틱의 다양 한 색상 다양 한 부품;의 인쇄를 위해 사용 되었다 이들은 있다 챔버의 성능에 영향을 주지 않습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4: 핀 레이아웃에 대 한 가능한 장치 픽셀 패턴. 이러한 패널 (a) 4 픽셀에 대 한 연락처 핀 위치 및 (b) 6 픽셀 IV 테스트 챔버 구성 지정 사용 유기 태양 전지 또는 발광 다이오드 소자의 레이아웃을 표시 합니다. 각 픽셀은 약 실에 있는 그들의 정확한 위치에 대 한 방향 표시 (녹색 별)에 대 한 참조 번호가 매겨집니다. 검은색과 빨간색 동그라미 각각 음극과 양극 연락처를 (즉, 핀 위치)를 나타냅니다. Note 6 픽셀 구성에 대 한 상위 두 픽셀은 최고 약 실에 있는 개통에 의해 복 면을 하지 번호로 4 픽셀 또는 조명 조건 하에서 시험 될 수 있다. (c)이이 패널의 핀 위치 표시와 함께 6 픽셀 아래쪽 챔버를 기준으로 6 픽셀 장치의 방향을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

5. 수 있도록 어떤 수 분 흡수 소재에서 탈출 챔버에 의해 ≥ 24 h에 대 한 글러브 환경에서 조립된 상단 챔버를 둡니다. 기다리는 동안 3 단계로 진행 합니다.

3. 하단 챔버 어셈블리

만 주: 가스 흐름 포트 아래쪽 챔버와 구성이 필요 하는 경우 단계 3.1을 따릅니다.

1. 가스 흐름 포트 ( 그림 5참조)와 아래쪽 챔버에는 불활성 가스 흐름에 대 한 공 압 커넥터 푸시 연결을 추가 합니다.
   1. 1/8에서 크기의 국가 관 실 (NPT) 탭을 사용 하 여 손으로 T-렌치, 가스 흐름 포트 아래쪽 챔버의 측면에 있는 두 구멍을 누릅니다. 도청에 구멍 수직 이며 챔버 안전 장소에서 개최 되는 보장, 구멍에 탭을 배치 합니다.
   2. 탭에는 연결 된 T-렌치를 사용 하 여, 천천히 렌치를 시계 방향으로, 스레드로 탭 남아 수직 고 늘어서까지 구멍 형성 된다 보장 트위스트. 모든 5 회전 렌치 시계 반대 방향으로 하나의 완전 한 설정, 그리고 다음 스레드 구멍의 맨 아래를 잘라 때까지 반복, 또 다른 5 회전 트위스트 트위스트.
   3. (보면 위에서 피팅에 실수는 그것으로) 스레드 주위를 시계 반대 방향으로 테이프를 배치 하 여 2-공 압 푸시 연결 커넥터 주위 테 플 론 테이프를 감아 2 배.
      참고: 자세한 내용은 참조 하십시오 기계공 도청 가이드북을.
   4. 공 압 커넥터를 나사 탭된 구멍에 그들을 강화 하는 렌치를 사용 하 여. 알아서 하지 너무 및 플라스틱 부.
   5. 주위에 앉아 피팅 저압 에폭시를 적용 합니다. 호 일의 조각에 아이스 스틱을 사용 하 여 (모두 포함) 1 부 경화제 2-부분 기본 수 지 혼합. 이 혼합물은 에폭시.
   6. 이쑤시개를 사용 하 여 에폭시 가스 흐름 포트 아래쪽 챔버와 피팅 사이의 공간 안팎의 레이어를 적용. 25 ° c.에 강화 수 지에 대 한 1-2 시간 앉아 에폭시 수 전체 치료에 대 한 허용 25 ° c.에 24 시간 동안 휴식을 에폭시 설정된 수 지 흰색과 누를 때 고체 있는지 확인 합니다.
      주의: 에폭시 경화제, 에폭시 수 지 화상 및 눈과 피부 자극을 일으킬. 에폭시는 알레르기 피부 나 호흡기 반응을 일으킬 수 있습니다. 그것은 호흡기 자극을 일으킬 수 있습니다. 그것은 삼 켜 또는 피부를 통해 흡수 하는 경우 해로울 수 있습니다. 적절 한 환기를 보장 하 고 피부와 의류 어떤 접촉 든 지 피하십시오. 수증기에서 호흡 하지 마십시오. 에폭시 처리 때 장갑과 눈 보호를 착용 하십시오.
   7. 테 플 론 튜브의 2 cm 조각으로 수동으로 운영 푸시 연결 밸브 공 압 푸시 연결 커넥터를 연결 합니다. 튜브의 직경을 푸시 연결 커넥터를 사용 하 여 필요한 일치 해야 합니다.

그림 5: 가스 포트와 챔버를 조립된. 이 패널에는 완벽 하 게 조립된 챔버 가스 포트 바닥 챔버를 포함 하 여 보여줍니다. 챔버에 사용할 수 있는 구멍에 포함 된 푸시 연결 가스 포트 제어 가스의 소개를 가스 흐름 제어 밸브와 배관에 연결 됩니다. 참고 연락처 핀 명확성을 위해 생략 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

2. 전류 전압 (IV) 측정에 대 한 아래쪽 챔버에 전기 연락처 핀 추가 ( 그림 6참조).
   1. 솔더 컵의 여성 끝에 포고 핀의 좁은 끝의 6-7 m m를 삽입 합니다. 이 2 개 부품의 조합 연락처 핀으로 알려져 있다. 손을 돕는 솔더를 사용 하 여 가로로 연락처 핀의 두 부분을 일시 중단 합니다.
   2. 납땜을 켭니다. 약 330-350 ° C에가 열 될 때 포고 핀과 솔더 컵 사이 연결 지역에 철을 터치 합니다.
   3. 아직도 지역에 철 감동, 하는 동안 연결 지역에 솔더를 누릅니다. 그것은 충분히가 열, 납땜이 녹아 것입니다. 확인 연락처 핀의 외부의 주위에 모든 방법을 두 부분 사이의 영역을 취재 하는 땜 납의 얇은 층. 솔더 아니 범프 부드러운 확인 하십시오. 그림 6b참조.
   4. 바닥 챔버의 아래쪽에 있는 구멍의 1에 연락처 핀을 밀어넣습니다. 그래서 그 2.2 cm 솔더 컵 끝의 아래쪽 챔버의 하단에서 튀어나와 연락처 핀을 밀어.
      참고: 솔더 컵 충실 해야한다 하단 챔버의 바닥 포고 핀 하단 챔버의 내부 쪽으로 해야 하는 동안.
   5. 씰링, 연락처 핀 저압 에폭시 진공 응용 프로그램에 대 한 적합 한 플라스틱으로 삽입 되었다 지역 커버. 호 일의 조각에 아이스 스틱 사용 하 여 균일 한 혼합물이 나타날 때까지 1-부분 경화제 2 부분 수 지 혼합.
   6. 이쑤시개를 사용 하 여 연락처 핀 및 공기 유입의 가능성을 제거 하는 구멍 주위 에폭시를 적용 됩니다. 1-2 h 25 ° c.에 강화 수 지에 대 한 허용 전체 치료에 대 한 허용 25 ° c.에 24 시간 동안 휴식을 에폭시 설정된 수 지 흰색과 누를 때 고체 있는지 확인 합니다.
      주의: 에폭시 경화제, 에폭시 수 지 화상 및 눈과 피부 자극을 일으킬. 에폭시는 알레르기 피부 나 호흡기 반응을 일으킬 수 있습니다. 그것은 호흡기 자극을 일으킬 수 있습니다. 그것은 삼 켜 또는 피부를 통해 흡수 하는 경우 해로울 수 있습니다. 적절 한 환기를 보장 하 고 피부와 의류 어떤 접촉 든 지 피하십시오. 수증기에서 호흡 하지 마십시오. 에폭시 처리 때 장갑과 눈 보호를 착용 하십시오.
   7. 단계-3.2.1 3.2.6는 구멍을 채우기 위해 아래쪽 챔버에 연락처 핀의 올바른 번호를 추가 하려면 반복 합니다.
3. 글러브 환경으로 조립된 바닥 챔버를 배치 하 고 적어도 24 시간 동안 그것을 둡니다.
   참고:이 자료에서 탈출 챔버에 의해 어떤 습기를 흡수 허용 하는.

그림 6: 완전 한, 조립 바닥 챔버. (한)이이 패널 장착 진공 응용 프로그램에 대 한 적합 한 저압 에폭시를 사용 하 여 연락처 핀 4 픽셀 IV 테스트 구성에 대 한 조립된 바닥 챔버를 보여줍니다. 브라운 오 링 (KF50)-링 가스 켓을 중심으로 사용 되어 상단 챔버와 꽉 끼는. (b)이이 패널 납땜 후 솔더 컵과 포고 핀을 보여줍니다. (c)이이 패널 아래쪽 챔버 구멍에 접촉 핀의 정확한 좌석을 보여주는 설정된 에폭시의 클로즈업을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

4. 최종 조립

참고:이 어셈블리 조립 상단과 하단 챔버 ≥ 24 h에 대 한 글러브 안에 되었습니다 후 글러브 환경 내에서 수행할 것입니다.

1. 그림 6에서 같이 KF50을 중심으로 가스 켓 아래쪽 챔버에 연결 합니다.
2. 부드러운 면이 위쪽으로 향하게 가기 챔버의 아래쪽 챔버에 상단 챔버를 놓고 유기 장치와 적절 한 접촉 되도록 두 챔버 부품에 노치를 정렬 합니다. 전체 챔버의 분해 뷰 그림 1 을 참조 하십시오.
3. KF50 클램프를 사용 하 여 함께 2 약 실 부분을 보호 합니다.
   1. 클램프에 wingnut 풀과 결합 된 하단 챔버 상단 챔버의 가장자리 주위 클램프 장소.
   2. 그림 7 의 삽입을 사용 하 여 명확한 표현, 볼트, 2 반-챔버 주위 단단한 물개를 지키기 위하여가 수는 wingnut 트위스트. 두고 소프트웨어까지 글러브에서 완성 된 약 실에서 단계 5로 구성 되어.

그림 7: 조립, 완벽 한 테스트 챔버를. (한)이이 패널 완벽 하 게 조립된 4 픽셀 IV 테스트 챔버를 보여줍니다 하단 및 상단 챔버 사이의 꽉 맞는 보장 캐스팅 KF50 클램프. 삽입 최대 압박감 위치에 KF50 클램프의 다른 각도 보여줍니다. (b)이이 패널 고정 링 (o-링 상단 챔버에 이미 탑재 참고) 4 픽셀 가기 챔버의 어셈블리를 보여 줍니다. 다른 약 실 구성 같은 방식으로 조립 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

5. 행위 IV 측정 장치에 개별 픽셀의

참고:이 섹션은 대표 결과에 표시 되는 데이터를 생성 하는 데 사용 하는 절차를 자세히 설명 합니다. 소스 측정 유닛 (SMU)와 사용 Zero 삽입 강제 (ZIF) 테스트 보드 재료의 테이블에에서 나열 됩니다. 그러나, 전류-전압 데이터를 수집 하는 SMU에 상공 연결의 어떤 방법을 사용할 수 있습니다. 모든 4 측정 단계 윈도우 머신에서 실시 했다. "픽셀" 유기 소자에 단일 다이오드를 말합니다.

1. 다운로드 및 설치 제공된 파이썬 IDE.
2. ZIF 테스트 보드에 SMU에 SMU 1 채널에서 BNC 케이블을 연결 합니다.
3. SMU를 전원 공급 장치를 연결 하 고 연결 하는 컴퓨터를 통해 USB 2.0 케이블.
4. 연결 된 SMU에 해당 하는 올바른 COM 포트/직렬 포트 ID를 식별 합니다.
   1. Windows 장치에 대 한 체크는 COM 포트에 해당 장치 관리자에서 연결 된 SMU. COM 번호를 기록해 둡니다.
5. BasicIV.py 파이썬 스크립트를 엽니다.
6. 그림 8에서 보듯이 BasicIV.py 에 코드의 라인에서 COM 포트를 (Windows)를 붙여 넣습니다.
   참고: 기본적으로 프로그램은 현재 작업 디렉터리에 데이터를 출력 합니다.

그림 8: 파이썬에는 4 측정. 이것은 COM 포트 위치 표시와 함께 BasicIV.py 파이썬 스크립트의 스크린 샷을입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

7. SMU에 범위 스위치를 ON 위치로 SMU 1 채널 근처에 위치한 "2" 표시를 전환 합니다. 그림 9b참조.
8. 글러브 환경에서 완벽 하 게 조립된 챔버를 제거 합니다.
9. 연락처 핀와 선택의 방법을 사용 하 여 ZIF 테스트 보드와 연결 다리 ( 그림 9참조).
   참고:이 설정에 대 한 사용자 지정 어댑터가 되었다 IV 측정을 실행 하는 경우 연락처 핀과 ZIF 테스트 보드 사이 연결을. 이 메서드는 연결이 충분 하 고 무시할 수 저항을 추가 달라질 수 있습니다.
10. 접지 에 음극 핀을 전환 하 고 그들의 나머지 부분을 보장 하는 한 번에 단 1 픽셀에 대 한 BNC 를 양극 핀 전환 OFF.
11. BasicIV.py를 실행 합니다.
    참고: 측정 완료 되 면, 파일의 결과 V₀대 의 음모 나₀ 이전에 선택 된 파일 경로에서 생산 됩니다.
12. 각 픽셀 각 픽셀에 대 한 IV 측정을 그림 9 에 표시 된 픽셀 스위치를 사용 하 여 장치에 대 한 5.10-5.11 단계를 반복 합니다.

그림 9: 4는 측정 설정. (한)이이 패널 표시는 완벽 하 게 조립된 실 제로-삽입 강제 (ZIF) 테스트 보드와 소스 측정 유닛 (SMU) IV 측정 테스트에 연결 합니다. (b)이이 패널 표시 범위 스위치 "2" 올바르게 측정을 위한 SMU에 연결할 장치를 ON 위치에 설정 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

6. 조립 WVTR 테스트 챔버

1. 결정은 WVTR WVTR 테스트 챔버를 내부 습도 센서를 추가 합니다.
   1. 그림 10의 c와 같이 내부 습도 센서 3 와이어 솔더: 5 V (레드), 접지 (녹색), 및 데이터 (노란색). 그들은 충분 한 길이 (약 15cm) 확인 합니다.
   2. WVTR 테스트 하단 챔버의 바닥에 구멍을 통해 내부 습도 센서 와이어 피드.
   3. 이쑤시개를 사용 하 여 내부와 어떤 구멍 뿐만 아니라 아래쪽 챔버 외부 전선 주위 저압 에폭시를 적용 됩니다. 호 일의 조각에 아이스 스틱 사용 하 여 균일 한 혼합물이 나타날 때까지 1-부분 경화제 2 부분 수 지 혼합.
   4. 적용 와이어 및 공기 유입의 가능성을 제거 하는 구멍 주위 에폭시. 1-2 h 25 ° c.에 강화 수 지에 대 한 허용 전체 치료에 대 한 허용 25 ° c.에 24 시간 동안 휴식을 에폭시 설정된 수 지 흰색과 누를 때 고체 있는지 확인 합니다.
      주의: 에폭시 경화제, 에폭시 수 지 화상 및 눈과 피부 자극을 일으킬. 에폭시는 알레르기 피부 나 호흡기 반응을 일으킬 수 있습니다. 그것은 호흡기 자극을 일으킬 수 있습니다. 그것은 삼 켜 또는 피부를 통해 흡수 하는 경우 해로울 수 있습니다. 적절 한 환기를 보장 하 고 피부와 의류 어떤 접촉 든 지 피하십시오. 수증기에서 호흡 하지 마십시오. 에폭시 처리 때 장갑과 눈 보호를 착용 하십시오.
2. 조립 최고 챔버, 같은 크기 및 장치는 챔버를 묶는 것으로 두께 유리의 조각으로 장치를 대체 하는 2 단계를 반복 합니다.
   참고: 최고 챔버 이미 조립 하는 경우 다음 그것은 사용할 수 있습니다 이러한 목적을 위해. 아무 장치 측정 되 고, 이후 모방 장치의 조건에 유리의 조각 사용 됩니다 가기 챔버의 광학 개통을 밀봉 하.
3. 에 산소-unassembled / 습기 무료 테스트 아래쪽 챔버, 조립된 상단 챔버, KF50을 중심으로 반지를 두고 환경 (글러브) 내부 상대 습도 0%의 초기 상태를 보장 하기 위해 24 시간.
4. 그림 10a와같이 글러브, 내부 WVTR 측정 내장 챔버를 완전히 4 단계를 반복 합니다.

그림 10: 설치 테스트 습도. (한)이이 패널 표시 완전히 조립된 WVTR 챔버 내부 및 외부 DHT22 습도 센서는 마이크로컨트롤러에 브레드보드 점퍼를 사용 하 여 연결을 테스트 합니다. (b)이이 패널 WVTR 테스트 하단 챔버 내부 DHT22 습도 센서를 보여줍니다. 유의 하십시오 전선과 바닥 챔버를 통해 먹이 저압 에폭시와 장소에서 개최 됩니다. (c)이이 패널 내부 및 외부 습도 센서 DHT22 (편의)에 대 한 단일 브레드보드를 사용 하 여 마이크로컨트롤러 보드 배선 다이어그램의 회로도 보여준다. 센서는 마이크로컨트롤러 핀 "5"에 연결 되어 (빨간색)과 "GND" (녹색) 센서에 전력을 제공. 데이터 출력 센서 (노란색)을에서 10 k ω 저항으로 "디지털" [내부 (INT) 센서에 대 한 2] 및 외부 (EXT) 센서 4 핀에 연결합니다. 삽입 표시 올바른 pin 배선 DTH22 센서: 5V (빨간색), 접지 (녹색), 및 데이터 (노란색). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

7. 실시는 WVTR을 결정 하는 습도 측정

1. 마이크로컨트롤러 보드 소프트웨어 및 모든 파이썬 2.7.12 다운로드 호환 컴퓨터에 IDE.
2. 파이썬 파일 Run_WVTR_Test.py을 엽니다.
3. 마이크로컨트롤러를 통해 컴퓨터에 USB A-b 케이블을 연결 합니다.
4. 스프레드시트 데이터의 출력 수 있도록 라이브러리를 설치 합니다.
5. 5.4 연결 된 마이크로컨트롤러의 COM 번호를 확인 하려면 단계를 반복 합니다. 복사 하 고 그림 11a와같이 파이썬 코드가 붙여.
6. 원시 데이터 스프레드시트에 대 한 원하는 파일 경로 식별 하 고 그림 11a와같이 파이썬 코드에 그것을 입력 합니다.
7. 마이크로컨트롤러 파일 ARDUINO_HUMIDITY_TESTS.ino을 엽니다.
8. 도구 탭에서 적절 한 마이크로컨트롤러 보드로 선택 합니다. 도구 탭에서 다시 포트 7.5 단계에서 결정 된 대로 선택 합니다.
9. 확인 하 고 상단에 있는 아이콘을 클릭 하 여 마이크로컨트롤러를 마이크로컨트롤러 코드를 업로드 그림 11b에서보듯이 윈도우의 왼쪽.
10. 그림 10 c;와 같이 회로 와이어 5 V (레드)를 연결 하 고 (블랙), 접지 (노란색) 철사 그들의 각각 위치에 외부 (EXT) 습도 센서의 신호. 생략 내부 센서 (INT) 단계 7.12까지 있기 때문에 그것은 완성 된 챔버에 있는 10b를 그림에서 같이.
11. 글러브에서 조립된 챔버를 제거 합니다.
12. 바로 그림 10 c에서처럼 챔버에서 내부 센서 마이크로컨트롤러 보드에 연결 합니다.
13. 파이썬 스크립트를 실행 하 고 파이썬 쉘에 표시 되는 프롬프트를 따르십시오.
    1. 챔버의 재질에 입력 합니다.
    2. 시간 기간을 입력 합니다. 밑줄로 번호 브래킷 예를 들어 6 h를 원하는 경우 다음 "_6_"을 입력 합니다.
       참고: 테스트 시작 하 고 테스트가 완료 되 면 스크립트 내에서 지정 된 경로 위치에서.xlsx 파일을 생성 해야 합니다. 설치 프로그램에서 연결을 끊으려면 센서를 허용 하지 않습니다. 이 경우 테스트를 다시 시작 해야 합니다. 마이크로컨트롤러 코드 WVTR 측정에 대 한 공급 업체에서 제공 하는 기본 프로그램에서 적응 했다. 4 측정을 실행 하는 Python 코드 ZIF 테스트 보드 제조업체에서 제공 하는 코드에서 적응 했다.

그림 11: 수증기 전송 속도 화면. 이러한 패널 표시 (a) (b) COM 포트 위치와 Run_WVTR_Test.py 파이썬 스크립트의 스크린 샷을 표시. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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결과

전류-전압 측정:

이 챔버는 공기에 민감한 다이오드 장치는 유기 또는 페로 태양 전지 또는 빛 발광 다이오드 등의 테스트에 대 한 수 있도록 설계 되었습니다. 그것은 재사용, 임시 캡슐화 또는 제어 저하 테스트 수행에 오염 물질을 도입 하는 방법으로 작동할 수 있습니다. 여기에 표시 된 전류 밀도-전압 (JV) 곡선...

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토론

균열, 간격, 또는 KF50 클램프를 강화 하 여 수 분 및 산소의 모든 진입을 방지 하기 위해 챔버 씰링 WVTR을 줄일 수는 가난한에 채우기 특성을 피하기 위해 챔버의 인쇄를 포함 하는 재현이 실험에서 중요 한 단계 새, 그리고 샘플 및 적절 한 링 배치를 사용 하 여 최고 약 실 사이 물개를 만드는 방지 하려면 연락처 핀 또는 어떤 피드스루 진공 별 저압 에폭시를 사용 하 여 위쪽 및 아래쪽 챔버 사이 ?...

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자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
ORION DELTA DESKTOP 3D PRINTER RTP	SeeMeCNC	87999	Known in Report As: 3D Printer
1.75 mm PLA Filament	SeeMeCNC	50241	Known in Report As: PLA
Somos® WaterShed XC 11122 chamber	Somos	printed at Custom Prototypes, Toronto.	https://www.dsm.com/products/somos/en_US/products/offerings-somos-water-shed.html Known in Report As: Water resistant polymer
CURA	CURA		https://ultimaker.com/en/products/cura-software Known in Report As: slicing software
Soldering iron with 600° F tip	Weller	WTCPT
Xtralien X100 Source Measure Unit	Ossila	E561	Known in Report As: SMU
ZIF Test Board for Pixelated Anode Substrates	Ossila	E221	Known in Report As: Zero insetion force/ZIF Test Board;
BNC Cable
Generic USB A - B
Generic USB A - Micro
#12 O-Ring			Source unkown Known in Report As: o-ring
116 Butyl O-Ring	Global Rubber Products	116 VI70	Bought in-store Known in Report As: o-ring
Retaining ring	McMaster	NA	3D printed in-house
Bottom Chamber	McMaster	NA	3D printed in-house
Top Chamber	McMaster	NA	3D printed in-house
KF50 Cast Clamp (Aluminum)	Kurt J. Lesker	QF50-200-C
KF50 Centering Ring (Aluminum)	Kurt J. Lesker	QF50-200-BRB
Sn60/Pb40 Solder	MG Chemicals	4895-2270
#4-40 x 3/16" machine screw			Hardware store
#4-40 IntThrd Brass TaperSingleVane Insert For Thermoplastic	Fastenal	11125984	Fastenal requires to be affiliated with company/university Known in Report As: #4-40 brass tapered threaded insert
Varian Torr Seal Vacuum Equipment High Vacuum Epoxy	Vacuum Products Canada Inc.		Known in Report As: low-pressure epoxy
Smiths Interconnect/IDI Contact Probes HEADED RADIUS	Mouser Electornics	818-S-100-D-3.5-G	Known in Report As: pogo pin
Smiths Interconnect/IDI Contact Probes Receptacle Solder Cup	Mouser Electornics	818-R-100-SC	Known in Report As: solder cup
1/4" Teflon Tubing			Hardware store
Teflon tape			Hardware store
1/4" Tube x 1/8" Male NPT Nickel Plated Brass Push-to-Connect Connector	Fastenal	442064	Not the same ones used for this study, but are fuctionally equivalent Known in Report As: push-to-connect pneumatic connector
1/8" NPT Tap and T-wrench			Hardware store
1/4" Tube Push-to-Connect Manually Operated Valves	Fluidline	7910-56-00	Known in Report As: manually operated push-to-connect valves
Adafruit DHT22 Humidity Sensor (small)	Digi-Key	385	Known in Report As: internal humidity sensor
Adafruit DHT22 Humidity Sensor (large)	Digi-Key		Known in Report As: external humidity sensor
Arduino Uno	Arduino
Glovebox environment
10 kOhm Resistor
Oscilla Xtralien Scientific Python IDE	Oscilla		https://www.ossila.com/pages/xtralien-scientific-python Known in Report As: Python IDE