اندازه گيري اثر فرآيند معكوس فاز در بهره‌وري الكتريكي فيلم پيزوالكتريك پايه پلي وينيل فلوريدين

Measuring the effect of phase inversion process on electrical efficiency of polyvinylidene difluoride piezoelectric film

در اين پژوهش تغييرات مقدار چگالي توان خروجي، ولتاژ مدار باز و چگالي جريان مدار كوتاه فيلم پليمري پلي وينيل فلوريدين تحت فرآيند معكوس فاز مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظوردستگاه نوسان سازي كه بتوان دامنه حركت و بسامد نوساني آنرا كنترل نمود ساخته شد و با استفاده از آن خروجي توان يك نانو مولد پليمري مورد ارزيابي قرار گرفت. فيلم پليمري پلي وينيل فلوريدين با روش لايه نشاني چرخشي با سرعت 2000 دور بر دقيقه تحت فرآيند معكوس فاز و بدون فرآيند معكوس فاز روي زير لايه آلومينيومي لايه نشاني شده است. استفاده از روش معكوس فاز تأثير قابل توجهي در شكل گيري فاز الكتريكي β پليمر پلي وينيل فلوريدين در مقايسه با نمونه‌هاي بدون فاز داشته است. به گونه‌اي كه مقدار چگالي توان، ولتاژ مدار باز و جريان مدار كوتاه نمونه‌هايي كه با سرعت 2000دور بر دقيقه لايه نشاني شده و تحت فرآيند معكوس فاز قرار گرفته‌اند µW103، V 6 و µA 9 در مقايسه با نمونه بدون فاز افزايش يافته است. كشش زنجيره پليمري توسط روش لايه نشاني چرخشي و قرار گرفتن فيلم پليمري در مجاورت يك ماده غير حلال زمان بيشتري براي جهت گيري منظم مونومرهاي قطبي پلي وينيل فلوريدين در يك راستا، انتقال اين نظم به صفحات داخلي پليمر و تشكيل فاز بلوري زنجيره پليمري را فراهم كرده و منجر به گذار فاز بلوري از α به β مي شود.

This research investigates the change of the output power density, open circuit voltage, and short circuit current density of polyvinylidene fluoride (PVDF) film with phase inversion process. For this purpose, an oscillating device that can control its range of motion and oscillating frequency was built and using it, the power output of a polymer nanogenerator was evaluated. The Polyvinylidene difluoride thin film is coated on the aluminum substrate by the spin-coating method at speed of 2000 rpm under the phase inversion process and without the phase inversion process. the use of the phase inversion method has had a significant effect on the formation of the electrically active ?-phase of Polyvinylidene difluoride polymer thin film compared to the samples which were prepared without the phase inversion process. In such a way the value of the power density, open-circuit voltage (Voc), and short-circuit current (Isc) of the spin-coated samples at the speed of 2000 rpm with the phase inversion process has increased by 103 µW, 6 V and 9 µA compared to the prepared sample without the phase inversion process. The stretching of the polymer chains by the spin-coating method and placing the polymer thin film in the vicinity of a non-solvent substance have provided more time for the orientation of Polyvinylidene difluoride polar monomers in a preferential direction. This structural order is transferred to the inner planes of the crystal structure and leads to the transition of ? phase to ? crystal phase.