Ανάπτυξη Υμενίων Υψηλού Φραγμού για Ενθυλάκωση Οργανικών Φωτοβολταϊκών Διατάξεων και Έλεγχός τους στην απόδοση των ΟΦΒ
Creators: name: Τσιμικλή, Σοφία Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Οργανικά Φωτοβολταϊκά (ΟΦΒ)
Ενθυλάκωση
Υποβάθμιση απόδοσης
Organic Photovoltaics
Encapsulation
Degradation

description: Η ταχεία ανάπτυξη των οργανικών ηλεκτρονικών οδηγεί σε μια σειρά από ελπιδοφόρες συσκευές στην περιοχή των πηγών και της διατήρησης ενέργειας (π.χ., οργανικά φωτοβολταϊκά), ενώ, επίσης, προωθεί τις τεχνολογίες απεικόνισης, αισθητήρων και τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης. Ένα εμπόδιο για την εξέλιξη αυτή είναι η ευαισθησία αυτών των συσκευών σε υδρατμούς και το οξυγόνο, οι οποίες είναι γνωστό ότι προκαλούν ταχεία αποικοδόμηση σε πολλές οργανικές ηλεκτρονικές συσκευές. Προκειμένου να διασφαλιστεί η ελάχιστη διάρκεια ζωής που απαιτείται για διάφορες εφαρμογές, πρέπει να αναπτυχθούν υλικά και δομές φραγμού υψηλής απόδοσης και αυτό έχει αποτελέσει αντικείμενο πολλών πειραματικών ερευνών. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη ολοκληρωμένων μελετών που συνδέουν τον χαρακτηρισμό, τη μοντελοποίηση και την ολοκλήρωση των υψηλής απόδοσης υμενίων φραγμού με οργανικά ηλεκτρονικά. Οι μελέτες αυτές είναι απαραίτητες, προκειμένου να προωθηθεί η κατανόηση της ενθυλάκωσης με χρήση λεπτών υμενίων και να βρεθούν μεθοδολογίες οι οποίες βελτιώνουν σημαντικά την απόδοσή τους. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη και η μελέτη πολυστρωματικών υμενίων φραγμού σε πολυμερικά υποστρώματα και η εφαρμογή τους σε οργανικές φωτοβολταϊκές διατάξεις με στόχο την επέκταση του χρόνου ζωής τους. Αρχικά πραγματοποιήθηκε ανάπτυξη στρώματος υβριδικού υμενίου φραγμού και εξετάστηκε η συμβολή του στις ιδιότητες φραγμού αλλά και στις οπτικές του ιδιότητες, καθώς εξετάστηκε και η σταθερότητα του έπειτα από χρονικό διάστημα 15 εβδομάδων. Στη συνέχεια, εξετάστηκε η ενθυλάκωση Οργανικών Φωτοβολταϊκών (ΟΦΒ) με εμπορικά και μη διαθέσιμα υμένια φραγμού για να επικυρωθεί η αποτελεσματικότητα τους στην επιμήκυνση της διάρκειας ζωής αλλά και της σταθερότητας της συσκευής. Όσον αφορά στη σταθερότητα, ερευνήθηκε η συμβατότητα της διαδικασίας ενθυλάκωσης με οργανικές διατάξεις συγκρίνοντας την απόδοση της οργανικής διάταξης, πριν και μετά την ενθυλάκωση για διάφορες παραμέτρους. Στην περίπτωση της μελέτης υποβάθμισης, η σύγκριση με τις αρχικές τιμές πραγματοποιήθηκε ως συνάρτηση του χρόνου έκθεσης στην ατμόσφαιρα, με βάση καθορισμένα πρότυπα, ώστε να παρέχουν ένα σύνδεσμο μεταξύ της αποτελεσματικότητας του WVTR και του shelf-lifetime των ενθυλακωμένων οργανικών διατάξεων
description: The rapid development of Organic Electronics (OEs) leads to a variety of novel devices that can produce or keep energy (e.g. Organic Photovoltaics), and also promote display, sensors and transistor applications. A fragment for this development is the device sensitivity to moisture and oxygen, which is known that lead to the degradation in most of the Organic Electronic Devices. The development of high barrier materials is under investigation, for the achievement of minimum lifetime which is needed for these applications. However, there are not many studies that combine the characterization, the simulation and the encapsulation of OEs with high barriers films. These studies are necessary, in order to understand the encapsulation with high barrier films and to find techniques that significantly improve their efficiency. The aim of the present thesis was the development and the study of multilayer barrier films onto polymeric substrates and their application on Organic Photovoltaics (OPVs) as well, in order to achieve longer lifetimes. Initially, hybrid barrier layers were coated onto inorganic barrier structure and it was investigated how it affects not only the barrier, but also the optical properties, and the stability of the mixture after 15 weeks time. Finally, OPVs were encapsulated with commercially available barrier films, for testing the effect on the lifetime and the stability of the device. Regarding the stability, there were made comparisons under different parameters of encapsulation. Concerning the degradation study, there have been made comparisons with the initial efficiency and how it is affected from the exposure time, based on defined standards, in order to have a correlation between WVTR and lifetime of encapsulated OEs.