이 프로토콜을 통해 당사는 홈 실험실에서 유기 태양전지의 광활성 층의 GISAXS 연구에서 수행할 수 있으며, 그렇지 않으면 현장에서만 사용할 수 있는 작은 각도 X-ray 산란을 통해, 대규모 코팅과 유사한 조건에서 기증자-수용체 혼합 상태의 구조 개발을 연구할 수 있습니다. 롤 투 롤 슬롯 다이 코팅 절차는 시연과 마찬가지로 GISAXS 설정 외부에서 수행 될 것입니다. 나중에 전체 실험을 표시하기 위해 있을 것입니다.
슬롯 다이 코팅의 경우, 18미터의 PET 기판 호일18미터를 피더 롤에 바람시키고 기판의 자유 끝을 와인더 롤로 분리합니다. 호일 0.2미터를 실행하여 기판을 조이고 롤투 롤 셋업의 첫 번째 핫 플레이트를 섭씨 60도, 두 번째 핫 플레이트를 섭씨 80도로 설정하여 와인더 롤에 감을 때 필름이 건조되도록 합니다. 핫 플레이트가 약 15분 동안 안정화되면 2.2 밀리리터의 롤투롤 코팅 잉크가 담긴 3밀리리터 주사기를 주사기 펌프에 장착하고 주사기에서 슬롯 다이 코팅 헤드에 튜브를 부착합니다.
수평 변환 단계를 조정하여 코팅 헤드가 첫 번째 핫 플레이트의 끝에 가깝게 배치되고 반월 상 연골 가이드를 기판 위에 약 5 밀리미터 를 배치한 다음 주사기 펌프를 분당 0.08 밀리리터 및 12.7mm 주사기 직경으로 설정합니다. 활성 층의 두께를 제어하기 위해, w가 필름및 행의 폭인 수식에 따라 움직이는 기판의 유량 및 속도를 조절하여 잉크 내의 재료의 밀도이다. 펌프 파라미터가 설정되면 주사기와 호스를 통해 잉크를 수동으로 분배하여 잉크가 코팅 헤드에 도달하기 전에 1센티미터를 멈춥니까.
반월 상 연골 가이드가 기판 위의 5 밀리미터인 경우 주사기 펌프를 시작합니다. 물방울이 반월 상 연골 가이드의 전체 폭을 적시면 즉시 코팅 헤드를 낮추어 잉크로 기판을 적시고 기판 위의 2 밀리미터 높이의 코팅 위치로 반월 상 연골 가이드를 올린 다음 기판을 감고 잉크로 코팅을 시작하는 모터를 시작합니다. 코팅을 중지하려면 펌프와 움직이는 기판을 멈추고 기판 보다 약 20mm 높은 코팅 헤드를 올립니다.
GISAXS 실험을 수행하려면 미니 롤 투 롤 코터를 고니오미터에 고정하고 샘플 위치의 광학 벤치에 롤 투 롤 코팅으로 고니오미터를 장착합니다. 세 개의 모터 케이블과 고니오미터 스테이지를 벤치에 고정하고 비행 튜브를 미니 롤 투 롤 코트에 최대한 가깝게 배치합니다. 샘플을 코터와 정렬하고 잉크의 10cm를 샘플에 코팅한 다음 필름을 빔에 굴리십시오.
시료를 빔과 평행하게 맞추기 위해, 수직 시료 위치 및 발생 각도의 함수로서 직접 빔의 합산 강도를 스캔하고 수식을 사용하여 검출기에 반사된 빔을 계산하여 샘플이 0.2도 발생 각도로 정렬되도록 한다. 반사된 빔의 강도를 최적화하려면 0.2도의 발생 각도를 사용하여 시료 위치의 높이를 스캔합니다. 검출기 바로 앞에 빔 정지를 설치하여 검출기의 수명을 연장하고 직접 빔에 원형 빔 정지를 사용합니다.
증발용매로부터 모든 가스를 제거하기 위해 점 흡입을 배치한다. 2.2 밀리리터의 잉크를 실은 3밀리리터 주사기를 주사기 펌프에 장착합니다. 12초의 건조 시간을 보장하기 위해 호일의 이동 방향을 따라 엑스레이 빔에서 코팅 헤드를 120mm 배치합니다.
코팅 헤드가 제자리에 있을 때, 반월 상 연골 가이드를 기판 위에 5밀리미터 를 배치하고 주사기 펌프를 시작합니다. 반월 상 연골 가이드의 전체 폭이 젖은 경우, 즉시 기판 위의 코팅 위치에 반월 상 연골 가이드를 제기하기 전에 잉크로 기판을 적시코팅 헤드를 낮춥니까. 가이드가 제자리에 있을 때 기판을 감는 모터를 시작하여 잉크 코팅을 시작합니다.
카메라를 사용하여 코팅 된 필름의 품질을 모니터링하여 기판과 반월 상 연골 불일치에 대한 필름의 젖은 효과를 찾습니다. 피팅에 기초하여, Teubner-Strey 모델은 12초 및 3초 건조 모두에 대한 P3HTEH-IDTBR 및 P3HT O-IDTBR의 데이터를 성공적으로 설명한다고 추론할 수 있습니다. 이러한 테이블에서Teubner-Strey 모델및 해당 오류를 기반으로 한 특성 길이 스케일을 관찰할 수 있습니다.
네 가지 적합 모두에 대해 가장 높은 산란 벡터에 대한 도메인 크기와 상관 관계 길이는 동일한 값에 가깝습니다. 대형 구조물의 경우 건조할 때 구조물이 커지는 경향이 있습니다. 눈에 띄게, 상관 관계 길이는 P3HTO-IDTBR에 대한 건조 12초 후보다 건조 후 3초 후에 더 두드러지며, P3HTEH-IDTBR의 경우, 3초 건조 후보다 12초 의 건조 후 상관관계 길이가 더 두드러진다.
대형 구조물의 경우 건조할 때 구조물이 커지는 경향이 있습니다. 이 실험을 통해 EH 및 O-IDTBR의 건조 공정은 나노 스케일에 차이가 있음을 보여주었습니다. 이 프로토콜은 새로운 수용인을 연구하고 유연한 태양 전지의 전력 연소 효율을 개선하는 데 도움이 되는 코팅 파라미터를 식별하는 데 사용할 수 있습니다.
시투 엑스레이 산란은 반도체에서 생물의학 산업에 이르는 산업 공정을 최적화하기 위한 필수 도구가 될 수 있다.
