17 Ocak 2023 (Nanowerk Haberleri) DESY'nin parlak X-ışını kaynağı PETRA III'te uluslararası bir araştırma ekibi, ortam ışığının organik yarı iletkenlerin üretimi üzerindeki etkisini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebildi. Danimarka Teknik Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından yönetilen grup, farklı gözlem tekniklerini birleştirdi ve yarı iletkenin kaplama işlemi sırasında kırmızı ışıkta veya karanlıkta, belirli bir dalga boyunun altındaki ışıkla karşılaştırıldığında önemli ölçüde farklı davrandığını buldu. ile ilgili Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler (“Organik Yarı İletken Morfolojisini Görünür Işıkla Manipüle Etmek”). Deneyler, organik yarı iletken cihazların morfolojisini görünür ışık kullanarak üretimleri sırasında kontrol etmenin bir yolunu gösteriyor.
Araştırma ekibi, deneylerinde silikon gofretlere uygulanan P3HT solüsyonunun ıslak filmlerini kurudukça yeşil (üstte), mavi (ortada) veya kırmızı LED ışıkla aydınlattı. (Resim: Michael Korning Sørensen) Organik yarı iletkenler, birçok uygulamada silikon seleflerinin yerini alma potansiyeline sahiptir. Organik LED'ler (OLED'ler) zaten monitörlerde standart olarak kullanılmaktadır ve organik güneş pilleri halihazırda inorganik muadillerine benzer verimliliklere sahiptir. Bununla birlikte, örneğin, bu tür verimliliklere ulaşan güneş pillerinin üretim süreçleri henüz seri üretimle uyumlu değildir. Bu nedenle, daha fazla araştırma ve geliştirme, araştırmacıların gündeminin en üst sıralarına yakındır.
Danimarka-Alman araştırma ekibi, esnek güneş pilleri ve organik elektronikler için kullanılan tipik bir organik yarı iletkenin (poli(3-hekziltiyofen) veya P3HT) üretim sürecini şimdi daha yakından inceledi. Bu süreçte, fotoaktif malzeme doğrudan bir konveyör bant üzerindeymiş gibi baskı kafasının altında hareket ettirilebilen bir polimer film üzerine basılır. Rulodan ruloya baskı olarak bilinen bu işlem, endüstriyel olarak uygulanabilir ve maliyetleri düşürürken verimlilikte artış sağlar.
Aktif katmanın üretimi sırasında, bilim adamları yarı iletken polimeri, üzerine farklı dalga boylarındaki görünür ışığı yansıtarak uyardı. Bunu yaparken ekip, renkli aydınlatmanın polimerin yarı iletken alanlarının oluşumunu nasıl değiştirdiğini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebildi: Çözeltide, PETRA III ışın hattı P03'te görüldüğü gibi, aydınlatma olmadan veya kırmızı ışık altında, polimer zincirler hızla toplanmaya ve sıralı etki alanları oluşturmaya başlar. Yeşil veya mavi ışık altında aydınlatıldığında, ışıkla uyarılan daha sert polimer zincirlerinin, mevcut kümeleri parçalayacak ölçüde bile kümelenmesi önlenir.
Rulodan ruloya baskı sırasındaki gözlemler, aktif katmanı yeşil veya mavi ışık altında kaplarken sonuçta daha az düzenli ve farklı dokulu filmlerin ortaya çıkmasıyla bunu doğruladı. Bunun, filmdeki farklı yönler boyunca yük hareketliliğindeki değişiklikler olarak görülen, malzemenin iletkenlik özellikleri üzerinde bir etkisi vardır.
Araştırmacılar sonucu, yeşil ışığın veya daha da kısa dalga boyuna sahip ışığın, polimeri, üretim sırasında solventle farklı etkileşime girecek şekilde uyarması, kendi kendine kıvrılmasını ve kurutma işlemleri yoluyla düzenli alanlar oluşturmasını önlemesiyle açıklıyor. Bu hipotez, teorik simülasyonlar ve nötronlar ve terahertz spektroskopisi ile yapılan ölçümlerle desteklenir.
"Sonuçlarımız, yöntemimizin uygulanmasının gösterilmesinden biriktirme sırasında P3HT'nin uyarılmasının neden olduğu morfoloji ve fiziksel özelliklerdeki değişikliklerin temel bir anlayışına kadar organik yarı iletken üretiminin kapsamlı bir resmini gösteriyor" diyor. Danimarka Teknik Üniversitesi'nden Jens Wenzel Andreasen araştırması.
Organik elektroniklerin canlı kaplama süreçlerini izleme konusunda uzmanlaşmış PETRA III ışın hattı P03'ten Matthias Schwartzkopf, "Görünür ışığın, uyarılmış durumdaki organik yarı iletkenlerin moleküllerin farklı düzenlemelerini tercih etmesine neden olduğunu ve böylece morfolojinin manipüle edilebilir hale geldiğini gösterebiliriz" diye ekliyor. . "Gelecekte bu, güneş pillerinin ve organik elektroniklerin işlenmesinde rol oynayabilir.
Araştırma ekibi, deneylerinde silikon gofretlere uygulanan P3HT solüsyonunun ıslak filmlerini kurudukça yeşil (üstte), mavi (ortada) veya kırmızı LED ışıkla aydınlattı. (Resim: Michael Korning Sørensen) Organik yarı iletkenler, birçok uygulamada silikon seleflerinin yerini alma potansiyeline sahiptir. Organik LED'ler (OLED'ler) zaten monitörlerde standart olarak kullanılmaktadır ve organik güneş pilleri halihazırda inorganik muadillerine benzer verimliliklere sahiptir. Bununla birlikte, örneğin, bu tür verimliliklere ulaşan güneş pillerinin üretim süreçleri henüz seri üretimle uyumlu değildir. Bu nedenle, daha fazla araştırma ve geliştirme, araştırmacıların gündeminin en üst sıralarına yakındır.
Danimarka-Alman araştırma ekibi, esnek güneş pilleri ve organik elektronikler için kullanılan tipik bir organik yarı iletkenin (poli(3-hekziltiyofen) veya P3HT) üretim sürecini şimdi daha yakından inceledi. Bu süreçte, fotoaktif malzeme doğrudan bir konveyör bant üzerindeymiş gibi baskı kafasının altında hareket ettirilebilen bir polimer film üzerine basılır. Rulodan ruloya baskı olarak bilinen bu işlem, endüstriyel olarak uygulanabilir ve maliyetleri düşürürken verimlilikte artış sağlar.
Aktif katmanın üretimi sırasında, bilim adamları yarı iletken polimeri, üzerine farklı dalga boylarındaki görünür ışığı yansıtarak uyardı. Bunu yaparken ekip, renkli aydınlatmanın polimerin yarı iletken alanlarının oluşumunu nasıl değiştirdiğini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebildi: Çözeltide, PETRA III ışın hattı P03'te görüldüğü gibi, aydınlatma olmadan veya kırmızı ışık altında, polimer zincirler hızla toplanmaya ve sıralı etki alanları oluşturmaya başlar. Yeşil veya mavi ışık altında aydınlatıldığında, ışıkla uyarılan daha sert polimer zincirlerinin, mevcut kümeleri parçalayacak ölçüde bile kümelenmesi önlenir.
Rulodan ruloya baskı sırasındaki gözlemler, aktif katmanı yeşil veya mavi ışık altında kaplarken sonuçta daha az düzenli ve farklı dokulu filmlerin ortaya çıkmasıyla bunu doğruladı. Bunun, filmdeki farklı yönler boyunca yük hareketliliğindeki değişiklikler olarak görülen, malzemenin iletkenlik özellikleri üzerinde bir etkisi vardır.
Araştırmacılar sonucu, yeşil ışığın veya daha da kısa dalga boyuna sahip ışığın, polimeri, üretim sırasında solventle farklı etkileşime girecek şekilde uyarması, kendi kendine kıvrılmasını ve kurutma işlemleri yoluyla düzenli alanlar oluşturmasını önlemesiyle açıklıyor. Bu hipotez, teorik simülasyonlar ve nötronlar ve terahertz spektroskopisi ile yapılan ölçümlerle desteklenir.
"Sonuçlarımız, yöntemimizin uygulanmasının gösterilmesinden biriktirme sırasında P3HT'nin uyarılmasının neden olduğu morfoloji ve fiziksel özelliklerdeki değişikliklerin temel bir anlayışına kadar organik yarı iletken üretiminin kapsamlı bir resmini gösteriyor" diyor. Danimarka Teknik Üniversitesi'nden Jens Wenzel Andreasen araştırması.
Organik elektroniklerin canlı kaplama süreçlerini izleme konusunda uzmanlaşmış PETRA III ışın hattı P03'ten Matthias Schwartzkopf, "Görünür ışığın, uyarılmış durumdaki organik yarı iletkenlerin moleküllerin farklı düzenlemelerini tercih etmesine neden olduğunu ve böylece morfolojinin manipüle edilebilir hale geldiğini gösterebiliriz" diye ekliyor. . "Gelecekte bu, güneş pillerinin ve organik elektroniklerin işlenmesinde rol oynayabilir.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62184.php
