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喷墨打印微制造技术:薄膜族群探索

更新时间:2025-01-18 工作计划 版权反馈
【摘要】:使用喷墨打印技术制备薄膜族群,前面已经提到了影响薄膜质量的一些参数,包括使用的溶剂以及薄膜的厚度等。图2.6所示为六烷氧基取代PPE-PPV喷墨打印的不同厚度的薄膜组群。然而,采用喷墨打印对薄膜厚度可以进行良好的控制,同时也增强了对形成薄膜的光学性能检查。图2.7a中喷墨打印制备的薄膜族群显示出PVA/CdTe比率与NC粒径对发光性能的影响。另外,混合了绿红发射CdTe NC喷墨打印的薄膜发射光谱证实了颗粒间的反应作用。

使用喷墨打印技术制备薄膜族群,前面已经提到了影响薄膜质量的一些参数,包括使用的溶剂以及薄膜的厚度等。Tekin等人[37]研究了喷墨打印PPE-PPV厚度的共聚物薄膜的光学性能,修饰过烷氧基侧链的PPE-PPV是一种极佳的材料,因为具有可调的带隙并且发射不同的光[38-40]。另外,这些聚合物也可作为在太阳能电池上应用的供电材料[41,42]。同时,侧链也能够对固态共轭聚合物的光学、电学以及输送性能提供修饰作用[39]

图2.6所示为六烷氧基取代PPE-PPV喷墨打印的不同厚度的薄膜组群。族群采用高通量的方法进行了光学性能测试[37]。研究发现聚合物的发射光取决于链间的相互作用,随薄膜厚度的增加而增加。同时,较长的侧链会使得PPE-PPV发射光产生红移。

Wanget等人[43]报道了薄膜厚度对共轭聚合物光学性能的影响。作者发现在冷光下厚度对喷墨打印和喷涂具有类似的改变作用。然而,采用喷墨打印对薄膜厚度可以进行良好的控制,同时也增强了对形成薄膜的光学性能检查。

除了共轭聚合物,半导体NC也被用于光电器件[44,45]。Schubert等人研究了CdTe NC嵌入PVA基体中的发光性能,对喷墨打印的薄膜组群和高生产量制备的进行性能平行测试[46]。图2.7a中喷墨打印制备的薄膜族群显示出PVA/CdTe比率与NC粒径对发光性能的影响。随着NC粒径从2.6nm变化到3.8nm,发射光色从A排变化到D排,同时混合物中PVA数量的增加使得发射强度增加到最大值。作者将这种影响归因于增加的颗粒间距,而阻止了颗粒间的反应以及后期光致发光的自淬灭。另外,混合了绿红发射CdTe NC喷墨打印的薄膜发射光谱证实了颗粒间的反应作用(见图2.7b)。随着混合物中红色发光颗粒数量的增加,绿色发光颗粒的发生强度减小,证实了从小的绿色到大的红色颗粒之间的能量转换。

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图2.6 紫外辐照六烷氧基取代PPE-PPV喷墨打印的不同厚度的薄膜族群(波长:390nm)喷墨打印PPE-PPV薄膜族群。PPE-PPV衍生品在每行的图片,厚度为50(a)~150nm(f列)(引用自参考文献[37],©2011,英国皇家化学学会)

组合模板技术研究领域在光电器件的制备与优化上体现出一定优势。特别是以环境友好的聚合物材料取代昂贵的ITO作为阳极材料,例如PEDOT:PSS在OLED和OPV上获得了人们广泛的关注[7,47,48]。Jabbouret等人[49]采用组合喷墨打印技术对导电聚合物阳极进行了表面电阻率的简单修饰。测试了不同氧化剂以及通过喷墨打印PEDOT:PSS阳极图案化来实现获得预期形状和控制表面电阻率[50]。图2.8a所示为OLED照片,包括PEDOT:PSS阳极图案。PEDOT:PSS阳极通过在聚合物表面打印不同浓度的氧化剂层来实现表面电阻率的改变,通过改变图案的灰度值来体现(见图2.8b)。此方法指出,可以采用组合喷墨打印技术来创造不同表面电阻率的电极。(www.xing528.com)

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图2.7 a)发射不同波长的不同尺寸CdTe NC喷墨打印薄膜族群照片,包括一个PVA含量在0%~1.4%系统的变化;b)发射绿色(G)和红色(R)的CdTe NC混合物以及对应的光致发光光谱的喷墨打印库

(引用自参考文献[46],©2011,Wiley-VCH Verlag GmbH&CoKGaA)

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图2.8 a)PEDOT:PSS阳极喷墨技术制备的OLED照片;b)不同打印浓度的氧化剂薄片电阻率的测定(引用自参考文献[49],©2011,Wiley-VCH Verlay GmbH&CoKGaA)

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