基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及活性層材料試驗(yàn)裝置，尤其涉及P3HT:PCBM活性層在磁場及溫度場組合調(diào)控下試驗(yàn)薄膜生長的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]載流子迀移率高的給體P3HT和擁有很高電子迀移率的受體PCBM作為有機(jī)光致發(fā)光器件常用的活性層材料，是有機(jī)太陽電池的代表性材料。P3HT: PCBM活性層的性能直接決定了有機(jī)電致發(fā)光器件的性能。所以目前很多實(shí)驗(yàn)室用很多方法對P3HT:PCBM活性層的制備與生長加以調(diào)控，以提高有機(jī)光致發(fā)光器件的轉(zhuǎn)換效率。
[0003]有機(jī)電致發(fā)光器件(0LEDS)具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高亮度、高對比度、超薄、低成本、低功耗、視角大、工作溫度范圍寬等諸多優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前最有發(fā)展前景的平板顯示器之一。其典型結(jié)構(gòu)是在透明陽極和金屬陰極間夾有單層或者多層有機(jī)薄膜。有機(jī)膜中最重要的一個(gè)就是活性層，活性層的結(jié)構(gòu)直接決定了光致發(fā)光器件的性能。針對活性層的檢測，目前缺乏一種專用的試驗(yàn)設(shè)備，只是有單獨(dú)的利用磁場處理、電場處理、熱處理、摻雜處理等方式，制約著了有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)展。
[0004]P3HT:PCBM活性層:P3HT是一種3-己基噻吩的聚合物，是有機(jī)太陽能電池常用的給體材料;PCBM是一種富勒烯衍生物，是有機(jī)太陽能電池常用的受體材料;活性層就是電子和空穴產(chǎn)生和傳輸層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種將可變的磁場和溫度場同時(shí)作用在活性層生長過程中，調(diào)控分子取向、調(diào)控活性層微結(jié)構(gòu)、滿足實(shí)驗(yàn)要求的裝置。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，裝置設(shè)有放置活性層材料的載物臺，沿所述載物臺底面設(shè)有加熱板，所述載物臺一側(cè)設(shè)有向載物臺發(fā)射水平方向磁場的磁場發(fā)生器，所述載物臺水平固定在由磁場發(fā)生器側(cè)向延伸出的連接件上。
[0007]沿所述加熱板對稱設(shè)有一對電磁體，分別為N極磁體和S極磁體，一對所述電磁體通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述連接件上。
[0008]所述的活性層材料試驗(yàn)裝置置于填充有氮?dú)獾氖痔紫鋬?nèi)。
[0009]所述的電磁體和磁場發(fā)生器設(shè)有磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制電磁體和磁場發(fā)生器啟閉的開關(guān)、控制電磁體和磁場發(fā)生器磁場大小的調(diào)節(jié)旋鈕、以及顯示參數(shù)的磁場顯示器。
[0010]所述的加熱板設(shè)有溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制輸出溫度大小的溫度調(diào)節(jié)旋鈕，以及顯示參數(shù)的溫度顯示器。
[0011 ]所述載物臺為用于放置滴有P3HT:PCBM溶液樣品的平板。
[0012]所述的載物臺上設(shè)有溫度傳感器和磁場傳感器，所述溫度傳感器輸出溫度信號至溫度顯示器，所述磁場傳感器輸出磁場強(qiáng)度信號至磁場顯示器。
[0013]本發(fā)明將磁場和溫度場巧妙的結(jié)合在一個(gè)儀器上，并可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求改變磁場的大小和方向，以及溫度的高低。滿足試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行對比試驗(yàn)進(jìn)而找到最佳磁場大小方向和溫度高低的值。而且本發(fā)明創(chuàng)新的使用流延法使活性層溶液在外場作用下干燥成膜，這樣外場作用于活性層薄膜的生長過程中，更好的改變活性層的結(jié)構(gòu)。而且本儀器不僅造價(jià)低廉，方便易用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全能達(dá)到預(yù)期要求。
【附圖說明】
[0014]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0015]圖1為試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]上述圖中的標(biāo)記均為:1、磁場發(fā)生器;2、開關(guān);3、調(diào)節(jié)旋鈕;4、磁場顯示器;5、連接件;6、電磁體;7、加熱板;8、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);9、溫度調(diào)節(jié)旋鈕;10、溫度顯示器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本裝置對活性層的處理采用雙重處理:可變化的磁場處理和可變化的溫度處理。如圖1所示，裝置設(shè)有放置活性層材料的載物臺，載物臺為用于放置滴有P3HT:PCBM溶液樣品的平板，本實(shí)驗(yàn)室采用低濃度的P3HT:PCBM溶液，既能滿足活性層要薄的需求，又能讓活性層完全在磁場和溫度場的作用下干燥，這樣磁場和溫度場更好的作用于活性層的生長過程，進(jìn)而改善活性層的結(jié)構(gòu)。
[0018]載物臺底面設(shè)有加熱板7，加熱板7用于對載物臺加熱，載物臺一側(cè)設(shè)有向載物臺發(fā)射水平方向磁場的磁場發(fā)生器1，載物臺水平固定在由磁場發(fā)生器1側(cè)向延伸出的連接件5上。沿加熱板7對稱設(shè)有一對電磁體6，分別為N極磁體和S極磁體，一對電磁體6通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在連接件5上。一對電磁體6可以以載物臺為軸心旋轉(zhuǎn)，這樣磁場發(fā)生器1可以向載物臺發(fā)出水平方向的磁場，而電磁體6可以發(fā)出貫穿載物臺的磁場，并且通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以控制電磁體6貫穿載物臺的角度，而且可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求隨意改變磁場的方向。
[0019]電磁體6和磁場發(fā)生器1設(shè)有磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制電磁體6和磁場發(fā)生器1啟閉的開關(guān)2、控制電磁體6和磁場發(fā)生器1磁場大小的調(diào)節(jié)旋鈕3、以及顯示參數(shù)的磁場顯示器4，加熱板7設(shè)有溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8，溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8包括控制輸出溫度大小的溫度調(diào)節(jié)旋鈕9，以及顯示參數(shù)的溫度顯示器10。這樣可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)磁場和溫度大小，可以組合出現(xiàn)很多種不同條件，完全滿足實(shí)驗(yàn)室對條件變化的各種需求，方便找出最佳的磁場大小方向和溫度高低的值。
[0020]為精確控制試驗(yàn)，載物臺上設(shè)有溫度傳感器和磁場傳感器，溫度傳感器輸出溫度信號至溫度顯示器10，磁場傳感器輸出磁場強(qiáng)度信號至磁場顯示器4，這樣可以精確的了解到載物臺上當(dāng)前的溫度和磁場大小狀況。
[0021]本裝置在溫度和磁場的控制下，利用流延法在氮?dú)猸h(huán)境中讓活性層在儀器中自然干燥，即活性層材料試驗(yàn)裝置置于填充有氮?dú)獾氖痔紫鋬?nèi)。這樣可以雙重處理，而且磁場和溫度均可調(diào)控，滿足實(shí)驗(yàn)室多次對比試驗(yàn)的要求；自然干燥過程中，磁場和溫度對活性層的結(jié)構(gòu)影響較大，實(shí)驗(yàn)效果更為明顯。
[0022]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:裝置設(shè)有放置活性層材料的載物臺，所述載物臺底面設(shè)有加熱板，所述載物臺一側(cè)設(shè)有向載物臺發(fā)射水平方向磁場的磁場發(fā)生器，所述載物臺水平固定在由磁場發(fā)生器側(cè)向延伸出的連接件上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:沿所述加熱板對稱設(shè)有一對電磁體，分別為N極磁體和S極磁體，一對所述電磁體通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在所述連接件上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的活性層材料試驗(yàn)裝置置于填充有氮?dú)獾氖痔紫鋬?nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的電磁體和磁場發(fā)生器設(shè)有磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的磁場調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制電磁體和磁場發(fā)生器啟閉的開關(guān)、控制電磁體和磁場發(fā)生器磁場大小的調(diào)節(jié)旋鈕、以及顯示參數(shù)的磁場顯示器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的加熱板設(shè)有溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制輸出溫度大小的溫度調(diào)節(jié)旋鈕，以及顯示參數(shù)的溫度顯示器。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述載物臺為用于放置滴有P3HT: PCBM溶液樣品的平板。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的載物臺上設(shè)有溫度傳感器和磁場傳感器，所述溫度傳感器輸出溫度信號至溫度顯示器，所述磁場傳感器輸出磁場強(qiáng)度信號至磁場顯示器。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種基于磁場及溫度場的活性層材料試驗(yàn)裝置，裝置設(shè)有放置活性層材料的載物臺，沿所述載物臺底面設(shè)有加熱板，所述載物臺一側(cè)設(shè)有向載物臺發(fā)射水平方向磁場的磁場發(fā)生器，所述載物臺水平固定在由磁場發(fā)生器側(cè)向延伸出的連接件上。本發(fā)明將磁場和溫度場巧妙的結(jié)合在一個(gè)儀器上，并可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求改變磁場的大小和方向，以及溫度的高低。滿足試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行對比試驗(yàn)進(jìn)而找到最佳磁場大小方向和溫度高低的值。而且本發(fā)明創(chuàng)新的使用流延法使活性層溶液在外場作用下干燥成膜，這樣外場作用于活性層薄膜的生長過程中，更好的改變活性層的結(jié)構(gòu)。而且本儀器不僅造價(jià)低廉，方便易用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全能達(dá)到預(yù)期要求。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN105486821
【申請?zhí)枴緾N201610078080
【發(fā)明人】王文俊, 黃振俠, 吳廣成, 鄭紅, 楊輝, 崔光磊
【申請人】安徽師范大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年2月4日