薄膜混合物蒸发的相场模型
应用物理
2020-04-22 v2 软凝聚态物质
流体动力学
摘要
溶液加工太阳能电池的性能强烈依赖于薄膜干燥过程中形成的光伏层的几何结构与粗糙度。在干燥过程中,结晶与液-液分相的相互作用导致纳米与微米尺度的结构形成及最终粗糙薄膜。为更好理解如何通过工艺工程改善薄膜结构,我们旨在通过相场模拟从理论上研究这些体系。我们引入一种基于 Cahn-Hilliard 方程的蒸发模型,用于流体浓度演化,并耦合 Allen-Cahn 方程描述液-气相变。我们证明其能够匹配实验测量的干燥动力学,并研究模型参数的影响。此外,研究了溶剂共混物的蒸发与溶剂蒸气退火。干燥薄膜粗糙度自然地从我们的方程组中涌现,如旋节分解与结构化衬底上薄膜干燥的初步模拟所示。
引用
@article{arxiv.2001.05160,
title = {A phase-field model for the evaporation of thin film mixtures},
author = {Olivier J. J. Ronsin and DongJu Jang and Hans-Joachim Egelhaaf and Christoph J. Brabec and Jens Harting},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05160},
year = {2020}
}