Ανάπτυξη λεπτών υμενίων με inkjet printing για εύκαμπτα οργανικά φωτοβολταϊκά:
Creators: name: Πασπάλη, Αντιγόνη Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: οργανικά φωτοβολταϊκά
εκτυπωμένα ηλεκτρονικά
εκτύπωση με ψεκασμό μελάνης
organic photovoltaics
printed electronics
inkjet printing

description: Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση της διαδικασίας εκτύπωσης (με ψεκασμό μελάνης-inkjet printing) λεπτών υμενίων για εφαρμογή σε εκτυπωμένες εύκαμπτες οργανικές φωτοβολταϊκές διατάξεις. Τα εκτυπωμένα υμένια μελετήθηκαν με ένα σύνολο τεχνικών χαρακτηρισμού για να γίνει αποτίμηση των ιδιοτήτων τους και συνεπώς, να αξιολογηθεί η δυνατότητα χρήσης της τεχνικής αυτής στην κατασκευή φωτοβολταϊκών. Στην πρώτη ενότητα, γίνεται μια γενική εισαγωγή στην τεχνική inkjet printing και αναλύονται οι αρχές λειτουργίας της τεχνικής και οι εφαρμογές της στην κατασκευή εκτυπωμένων οργανικών φωτοβολταϊκών. Στη δεύτερη ενότητα, πραγματοποιείται ανάλυση των διεργασιών και παραμέτρων της εκτύπωσης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις φυσικές και χημικές ιδιότητες που πρέπει να πληροί το εκάστοτε διάλυμα, ώστε να είναι εκτυπώσιμο. Παράλληλα, αναφέρονται τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική και ακολουθεί σύντομη περιγραφή των τεχνικών χαρακτηρισμού που χρησιμοποιήθηκαν. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η διαδικασία κατασκευής και βελτιστοποίησης των εκτυπωμένων υμενίων PEDOT:PSS σε εύκαμπτα υποστρώματα, καθώς και ο χαρακτηρισμός και οι μετρήσεις των ιδιοτήτων τους. Γίνεται, ουσιαστικά, διερεύνηση της επίδρασης του διαλύματος και των συνθηκών εκτύπωσης στη μορφολογία των PEDOT:PSS υμενίων. Τα εκτυπωμένα υμένια PEDOT:PSS ενσωματώθηκαν σε εύκαμπτες οργανικές φωτοβολταϊκές διατάξεις και αξιολογήθηκαν τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε μελέτη των μορφολογικών ιδιοτήτων των εκτυπωμένων (σε υποστρώματα PEDOT:PSS) ενεργών υμενίων P3HT:PCBM συναρτήσει του πάχους τους. Στην τελευταία ενότητα, γίνεται μια σύντομη παράθεση των συνολικών συμπερασμάτων και των θεμάτων για μελλοντική μελέτη.
description: The focus of this thesis is the optimization of the printing process, employing a piezoelectric inkjet-printer, for the realization of thin films for printed flexible organic photovoltaic devices. Indeed, all the films realized have been investigated by means of different characterization techniques, in order to assess their quality and, consequently, to evaluate the reliability of inkjet printing as a fabrication technique for such films. In the first chapter, a general introduction to the field of inkjet printing, with particular focus on its working principle and applications in organic solar cells, is given. The second chapter provides information concerning the fabrication procedure followed, including a detailed description of the inkjet printing technology used. Also, a report about the main physical and chemical properties of the materials employed is presented. At the end of the second chapter, there is a brief description of the characterization techniques used. The third and the fourth chapters are fully dedicated to the results, concerning the fabrication and the characterization of inkjet-printed PEDOT:PSS and P3HT:PCBM thin films on flexible substrates. The influence of the solution and printing parameters on the quality of inkjet-printed PEDOT:PSS films is discussed. The optimized inkjet-printed PEDOT:PSS films were incorporated in printed flexible organic solar cells, in order to examine their functionality. Moreover, there has been an investigation of the morphological properties of inkjet-printed P3HT:PCBM films on PEDOT:PSS substrates, in corresponcence to the active-layer thickness. Finally, a brief chapter reports a summary of the main results achieved, as well as a list of issues for further investigation.