Ανάπτυξη εκτύπωσης μεταλλικών και άλλων υλικών με χρήση laser για την κατασκευή εύκαμπτων οργανικών φωτοβολταϊκών

Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στη μελέτη και την εφαρμογή της τεχνικής Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) για την κατασκευή εύκαμπτων ηλεκτρονικών διατάξεων. Μέσα από τα επιμέρους κεφάλαια της, η έρευνα καλύπτει θεωρητικές βάσεις, πειραματική εφαρμογή και αποτελέσματα σε πρακτικές εφαρμογές. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται εισαγωγή στη σημασία της τεχνικής LIFT για την ανάπτυξη εύκαμπτων ηλεκτρονικών διατάξεων. Παρουσιάζονται οι στόχοι της έρευνας, οι προκλήσεις στη βιομηχανική παραγωγή οργανικών φωτοβολταϊκών (OPVs) και οργανικών τρανζίστορ λεπτού φιλμ (OTFTs), και η ανάγκη για αποτελεσματικές τεχνικές εκτύπωσης. Το δεύτερο κεφάλαιο εστιάζει στη θεωρία πίσω από την τεχνική LIFT, με έμφαση στη φυσική της πρόσκρουσης και εξάπλωσης σταγόνας, την απορρόφηση ενέργειας από υλικά, τη μεταφορά θερμότητας μέσω θερμικής αγωγιμότητας, και τα χαρακτηριστικά των οργανικών φωτοβολταϊκών. Παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες που διέπουν τη θερμοσυσσωμάτωση και την αλληλεπίδραση λέιζερ-υλικού.Το τρίτο κεφάλαιο περιγράφει τα υλικά και τις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν. Τα μελάνια μεταλλικών νανοσωματιδίων (όπως ασήμι και χαλκός), εύκαμπτα υποστρώματα (PET, Kapton), και δισδιάστατα υλικά αναλύονται λεπτομερώς. Εξηγείται η διαδικασία δημιουργίας δοτών και η τεχνική LIFT, ενώ παρουσιάζονται οι μέθοδοι χαρακτηρισμού των υλικών και των παραγόμενων δομών. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στην πειραματική εφαρμογή της τεχνικής LIFT. Χρησιμοποιήθηκε προηγμένη διάταξη εκτύπωσης με πηγή Nd:YAG (532 nm) και γαλβανομετρικό σαρωτή. Τα πειράματα περιλάμβαναν την εκτύπωση μεμονωμένων σταγόνων και γραμμών, τη θερμοσυσσωμάτωση των νανοσωματιδίων με λέιζερ, και την ανάλυση των ηλεκτρικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων των μελανιών. Το πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζει τις πρακτικές εφαρμογές της τεχνικής LIFT, όπως την κατασκευή ηλεκτροδίων για OPVs και OTFTs. Τα αποτελέσματα δείχνουν αποδόσεις άνω του 9% για τα OPVs και συγκρίσιμες ηλεκτρικές ιδιότητες με παραδοσιακές μεθόδους. Επίσης, η εκτύπωση γραμμών με ύψος μικρότερο από 500 nm και πλάτος κάτω από 90 μm αναδεικνύεται ως κρίσιμο χαρακτηριστικό για εφαρμογές υψηλής ακρίβειας. Το έκτο κεφάλαιο συνοψίζει τα αποτελέσματα, υπογραμμίζοντας την προοπτική της τεχνικής LIFT για βιομηχανική εφαρμογή σε εύκαμπτα ηλεκτρονικά. Επισημαίνονται οι δυνατότητες της τεχνολογίας αυτής στην ανάπτυξη καινοτόμων διατάξεων και προτείνονται κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα.