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关于大面积 OPV 模块弯月面引导制造的理论框架

计算物理 2025-01-29 v1 材料科学 应用物理 流体动力学

摘要

对于可溶液加工的有机半导体薄膜(例如有机光伏(OPV))的制造,弯月面引导涂布技术是大规模工业应用的首选方法。然而,该工艺需要对相应的流体动力学有深入的了解,以控制所得的薄膜厚度。在本文中,我们推导出了一个解析表达式,用于描述使用梯形涂布器制造的涂层的层厚与各种流体和工艺参数之间的函数关系。我们将解析计算与计算流体力学(CFD)模拟结果以及工业相关的 OPV 活性材料系统的实验数据进行了比较。解析计算与计算流体力学(CFD)模拟结果以及工业相关的 OPV 活性材料系统的实验数据进行了比较。这三种方法的良好一致性证明了分析和模拟方法在将耗时耗资源的实验降至最低方面的潜力。此外,我们的理论模型可用于通过涂布器的加速度分布来提高大面积涂层的均匀性,该加速度分布可以补偿涂布过程中的液体损失。相应的解析表达式通过长距离涂层的模拟和实验数据得到了验证。最后,该方法被用于制造具有新的世界纪录效率的大面积 OPV 模块。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.08439,
  title  = {On the theoretical framework for meniscus-guided manufacturing of large-area OPV modules},
  author = {Fabian Gumpert and Annika Janßen and Robin Basu and Christoph J. Brabec and Hans-Joachim Egelhaaf and Jan Lohbreier and Andreas Distler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08439},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 9 figures