<p>Den här högskoleavhandlingen beskriver framtagningen av en modell för en kombinerad styr- och mätutrustning. Syftet med utrustningen är att använda denna för att underlätta vidare utveckling av organisk elektronik vilket är ett av Acreo AB:s forskningsområden. Istället för att till varje ny komponent eller system utveckla ett nytt testsystem kan denna modell användas på ett generellt sätt, vilket sparar värdefull utvecklingstid. I avhandlingen presenteras först de krav som utrustningen ska uppfylla följt av några förslag på lösningar. Därefter väljs ett av förslagen och en grundläggande implementering genomförs med hänsyn mot kraven. Slutligen innehåller rapporten förslag på hur vidare arbete med modellen kan ske.</p> / <p>This bachelor thesis describes the developing of a model for combined steering and measuring equipment. The purpose is to ease further developing of organic electronics, which is one of Acreo AB’s research areas. A test system is needed for every new component or system developed. Instead of constructing a new test environment for every case this equipment will be a general solution that will save valuable developing time. This thesis will first present the requirements followed by some proposal solutions. Thereafter one proposal will be chosen and an essential implementation will be done with consideration of the requirements. Finally the thesis contains suggestions on how to further develop the model.</p>

Den här högskoleavhandlingen beskriver framtagningen av en modell för en kombinerad styr- och mätutrustning. Syftet med utrustningen är att använda denna för att underlätta vidare utveckling av organisk elektronik vilket är ett av Acreo AB:s forskningsområden. Istället för att till varje ny komponent eller system utveckla ett nytt testsystem kan denna modell användas på ett generellt sätt, vilket sparar värdefull utvecklingstid. I avhandlingen presenteras först de krav som utrustningen ska uppfylla följt av några förslag på lösningar. Därefter väljs ett av förslagen och en grundläggande implementering genomförs med hänsyn mot kraven. Slutligen innehåller rapporten förslag på hur vidare arbete med modellen kan ske. / This bachelor thesis describes the developing of a model for combined steering and measuring equipment. The purpose is to ease further developing of organic electronics, which is one of Acreo AB’s research areas. A test system is needed for every new component or system developed. Instead of constructing a new test environment for every case this equipment will be a general solution that will save valuable developing time. This thesis will first present the requirements followed by some proposal solutions. Thereafter one proposal will be chosen and an essential implementation will be done with consideration of the requirements. Finally the thesis contains suggestions on how to further develop the model.

In today’s society many non-renewable and environmentally harming energy sources are used to facilitate people’s everyday energy demands. This causes ecosystems to break down, global temperatures to rise, pollution and many more critical long lasting problems. By replacing non-renewable energy sources and taking advantage of the 100% renewable energy source, light, these problems will diminish. This project has been in collaboration with a company called Epishine who develop indoor organic solar cell devices to be able to replace conventual battery driven electrical devices with solar power harvested from indoor light. Since there is no good existing contacting solution, for Epishine to be able to enter the market, a contact solution between their solar cell device and the electrical devices it will power has to be developed. This thesis focuses on developing, designing, testing and evaluating the performance of new contact solutions for encapsulated flexible organic printed solar cells with the feasibility, viability, scalability and durability in focus. This project was conducted by first performing a literature study, thereafter, establishing a baseline for future referencing of new contact solutions and the main part, developing new concepts and evaluating them. By using the design thinking method, an iterative process could take place, allowing for a constant flow of new ideas whilst testing concepts throughout the project. The baseline tests were successful and the hypothesis of organic materials degrading over time was confirmed. From the many sub-concepts and production methods for a new contacting solution, two concepts showed promising results and were merged into one main concept. Two devices were created with the new concept, one functional device and one showing the design. To conclude, the thesis resulted in a functional solar cell device with a new contact solution which shows great potential and a new production method which enables all organic printed electronics to be design and developed in a more compact and component dense design. This production method is beneficial to not only Epishine, but everywhere where printed electronics are used and need to be optimized due to restrictions such as space and weight. / I dagens samhälle används många icke-förnybara energikällor för att underlätta människans vardagliga behov men skadar samtidigt miljön. Detta leder till att hela ekosystem fallerar, den globala temperaturen stiger, giftiga ämnen släpps fria och flera kritiska, långvariga problem skapas. Genom att byta ut icke-förnybara energikällor och istället dra nytta av den 100 % förnybara energikällan, ljus, kommer dessa ovanstående problem att minska. Detta projekt har varit i samarbete med ett företag vid namn Epishine som utvecklar organiska solcellsenheter för inomhusbruk, för att kunna ersätta konventionella batteridrivna elektriska apparater med solenergi tillvaratagen av inomhusbelysning. I dagsläget finns det ingen bra kontaktlösning mellan solcellsenheten och den apparat den ska driva, vilket är ett av Epishines större problem i nuläget, som hindrar dem från att kunna slå igenom på marknaden. Denna avhandling fokuserar på att utveckla, designa, testa och utvärdera prestandan av nya kontaktlösningar för inkapslade flexibla organiska solceller. Projektet började med en litteraturstudie, därefter etablerades en ”baseline” för att kunna jämföra de nya kontaktlösningarna. Största delen av rapporten handlar om att utveckla och testa nya kontaktlösningar för att sedan utvärdera dem. Genom att använda ”Design thinking” processen, kunde en iterativ process äga rum, vilket möjliggjorde ett konstant flöde med nya idéer som genererades samtidigt som koncept och prototyper utvecklades och utvärderades. Resultaten av ”baseline”-testerna var framgångsrika och hypotesen om att de konduktiva egenskaperna av organiska material försämras med tiden bekräftades. Från alla delkoncept och potentiella produktionsmetoderna för en ny kontaktlösning visade två koncept lovande resultat och slogs därför samman till ett huvudkoncept. Två olika solcellsenheter skapades med den nya kontaktlösningen implementerad. En funktionell enhet skapades och en enhet som visar layouten och designen. Sammanfattningsvis resulterade avhandlingen i en funktionell solcellsenhet med en ny kontaktlösning som visar stor potential samt en ny produktionsmetod som gör att all organisk tryckt elektronik kan designas och tillverkas i en mer kompakt och komponenttät design. Denna produktionsmetod är en fördel inte bara för Epishine utan också överallt där tryckt elektronik används och behöver optimeras i form av utrymme och vikt.

Organic electronics is a hot and modern topic which holds great promise for present and future applications. One such application is the light-emitting electrochemical cell (LEC). It can be fully solution processed and driven at low voltage providing light emission from a large surface. Inkjet printers available today can print a variety of inks, both solutions and dispersions. The technique is scalable and a quick and easy way to accurately deposit small quantities of material in user definable patterns onto a substrate. This is desirable to make low cost and efficient optical devices like displays. In this thesis it has been shown that solid electrolytes, after being dissolved in a liquid solvent, can be inkjet printed into a set of well separated distinct drops with an average maximum thickness of 150 nm. The electrolytes are commonly used in LECs and comprised by poly(ethylene glycol) with molar masses ranging from 1 – 35 kg/mol, and potassium trifluoromethanesulfonate (KCF3 SO3 )—together dissolved incyclohexanone to form an ink. The smallest achieved edge to edge distance between the printed drops was 40 μm. Together with a drop diameter of 50 μm it yields a coverage of 24% at a resolution of 280 dpi. Profiles of dried deposited drops of electrolyte were examined with a profilometer, which showed adistinct coffee ring effect on each drop. In particular, the ridges of the coffee rings were broken into pillar like shapes, together forming a structure akin to a scandinavian ancient remnant called stone ship. Different drop diameters were measured in and between the indium tin oxide samples. The drops’ speeds and sizes atejection from the nozzles seemed unchanged, and wettability is most probably the physical phenomena tolook into in order to understand what generates the differences. Local changes in surface roughness and/or surface energy, possibly originating from the cleaning process of the samples, is most likely the cause. No indications towards large differences in surface tension between the printable inks were seen, however their viscoelastic properties were not measured. As part of the thesis work a LEC characterization set-up was built. It drives a LEC at constant currentand measures the driving voltage, -current, and luminance over time. The set-up is controlled by a Labview virtual instrument and the data exported to a text-file for later analysis. The precision of the luminance measurements is ±0.1 cd/m2 for readings &lt; 50 cd/m2 , but the accuracy is uncertain. The conclusion of this thesis is that it is indeed possible to print solid electrolytes dissolved in cyclo-hexanone with an inkjet printer. However, in order to fully understand the spreading and drying of thedrops, studies of the inks’ viscoelastic properties, together with surface roughness and -energy density ofthe substrates, are needed. The largest molar mass of nicely printable poly(ethylene glycol), at an ink concentration of 10 mg/ml, was 35 kg/mol. This is comparable to the molar mass of an active light-emittingmaterial, “SuperYellow”, often used in LECs. Even though their respective molecular structures are very different, this indicates that inkjet printing of complete LEC-inks, containing both the active material and solid electrolyte, is feasible. Most probably it would require substantial tuning of the printing parameters. This thesis provides further hope for future fully inkjet printed LECs.