有機太陽能電池實驗用涂布的制造方法
【專利摘要】有機太陽能電池實驗用涂布機，涉及一種涂布機。設(shè)有主架體、涂布機構(gòu)、液體供應(yīng)機構(gòu)、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)和電氣系統(tǒng)控制柜；涂布機構(gòu)設(shè)有涂布頭、兩個位移傳感器、水平線性模組、移動支架、兩套豎直線性模組和伺服電機；兩套豎直線性模組分別固定在主架體的左右兩邊，涂布伺服電機設(shè)置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設(shè)于兩套豎直線性模組之間并與兩套豎直線性模組上的滑塊相連，水平線性模組固定在移動支架上，涂布頭固定在水平線性模組的滑塊上；兩個位移傳感器分別固定在涂布頭的左右兩側(cè)；所述液體供應(yīng)機構(gòu)設(shè)有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連；加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)有鏡面加熱輥、導(dǎo)電碳刷架、減速電機和加熱輥伺服電機。
【專利說明】有機太陽能電池實驗用涂布機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂布機，尤其是涉及一種有機太陽能電池實驗用涂布機。
【背景技術(shù)】
[0002]有機太陽能電池是成分全部或部分為有機物的太陽能電池，使用導(dǎo)電聚合物或小分子用于光的吸收和電荷轉(zhuǎn)移。目前，有機太陽能電池的生產(chǎn)工藝主要有兩種:真空鍍膜工藝和溶液成膜工藝。德國的Heliatek公司利用真空鍍膜工藝制備得到的小分子有機太陽能電池在1.1cm2上實現(xiàn)了 12%的轉(zhuǎn)換效率。日本的三菱化學(xué)則采用溶液成膜工藝，同樣也實現(xiàn)了 12%的轉(zhuǎn)換效率。與真空鍍膜工藝相比，溶液成膜工藝具有低成本、高效率的優(yōu)勢。各高校、研究所等單位在進行有機太陽能電池的制備與研究時，也往往采用這種工藝。工業(yè)化生產(chǎn)一般使用卷對卷的涂布方法實現(xiàn)溶液成膜(參見美國專利US 8129616)，而實驗室研究為了節(jié)省原料往往采用勻膠機將溶液旋涂在基片上。勻膠機主要由真空吸附系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)電機兩部分組成，其原理很簡單，即在高速旋轉(zhuǎn)的基片上滴注各類溶液，利用離心力使滴在基片上的膠液均勻地涂覆在基片上，厚度視不同溶液和基片間的粘滯系數(shù)而不同，也和旋轉(zhuǎn)速度及時間有關(guān)(F.C.Krebs, Fabrication and processing of polymer solar cells:Areview of printing and coating techniques，Solar Energy Materials & Solar Cells93(2009)394 - 412)。雖然旋涂成膜的方法簡單方便，但是脫離了實際中的卷對卷生產(chǎn)，使研究成果不能與規(guī)?；a(chǎn)很好地兼容。而且該方法不能使膜圖案化，因而不能制備串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供可有效模擬卷對卷生產(chǎn)設(shè)備涂膜效果，縮短研究成果向規(guī)?；a(chǎn)過渡時間的一種有機太陽能電池實驗用涂布機。
[0004]本發(fā)明設(shè)有主架體、涂布機構(gòu)、液體供應(yīng)機構(gòu)、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)和電氣系統(tǒng)控制柜；所述涂布機構(gòu)固定在主架體上，加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)與主架體通過軸承相連接并置于涂布機構(gòu)下方；液體供應(yīng)機構(gòu)設(shè)于主架體的底部，電氣系統(tǒng)控制柜設(shè)于主架體的一側(cè)，涂布機構(gòu)、液體供應(yīng)機構(gòu)、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)分別與電氣系統(tǒng)控制柜電連接；
[0005]所述涂布機構(gòu)設(shè)有涂布頭、兩個位移傳感器、水平線性模組、移動支架、兩套豎直線性模組和伺服電機；所述兩套豎直線性模組分別固定在主架體的左右兩邊，涂布伺服電機設(shè)置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設(shè)于兩套豎直線性模組之間并與兩套豎直線性模組上的滑塊相連，水平線性模組固定在移動支架上，涂布頭固定在水平線性模組的滑塊上；所述兩個位移傳感器分別固定在涂布頭的左右兩側(cè)；
[0006]所述液體供應(yīng)機構(gòu)設(shè)有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連；
[0007]所述加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)有鏡面加熱輥、導(dǎo)電碳刷架、減速電機和加熱輥伺服電機；所述鏡面加熱輥的左端通過聯(lián)軸器與減速電機相連，加熱輥伺服電機通過聯(lián)軸器與減速電機相連。[0008]所述主架體底部可配有6個減震墊。
[0009]所述水平線性模組右側(cè)可設(shè)有手輪。
[0010]所述電氣系統(tǒng)控制柜可采用PLC加觸摸屏。
[0011]本發(fā)明可以用于研究有機太陽能電池生產(chǎn)過程中的涂布工藝，并實現(xiàn)對成膜影響因素包括溫度、壓力、間距和速度的控制，由于無需搭建大規(guī)模生產(chǎn)線，因此可以大大節(jié)省時間、資金和涂膜材料。
[0012]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013]1、采用單輥結(jié)構(gòu)設(shè)計，免去了收放卷裝置和張力控制裝置。
[0014]2、功能齊全，更接近于有機太陽能電池生產(chǎn)過程中的涂布工藝，實驗數(shù)據(jù)真實可靠，可直接擴展到實際生產(chǎn)中。
[0015]3、采用高精度位移傳感器，可以實現(xiàn)對涂布頭與加熱輥之間間隙的精確測量。
[0016]4、自動化程度高，根據(jù)涂布工藝設(shè)定程序，簡單易用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例的涂布機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例的加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0021]參見圖1?3，本發(fā)明實施例設(shè)有主架體101、涂布機構(gòu)102、液體供應(yīng)機構(gòu)104、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)103和電氣系統(tǒng)控制柜105 ;所述涂布機構(gòu)102固定在主架體101上，加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)103與主架體101通過軸承相連接并置于涂布機構(gòu)102下方，液體供應(yīng)機構(gòu)104設(shè)于主架體101的底部，電氣系統(tǒng)控制柜105設(shè)于主架體101的一側(cè)，涂布機構(gòu)102、液體供應(yīng)機構(gòu)104、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)103分別與電氣系統(tǒng)控制柜105電連接。
[0022]所述涂布機構(gòu)102設(shè)有涂布頭201、兩個位移傳感器202、水平線性模組203、移動支架204、兩套豎直線性模組205和伺服電機206 ;所述兩套豎直線性模組205分別固定在主架體101的左右兩邊，涂布伺服電機206設(shè)置在兩套豎直線性模組205的上方，移動支架204架設(shè)于兩套豎直線性模組205之間并與兩套豎直線性模組205上的滑塊相連，水平線性模組203固定在移動支架204上，涂布頭201固定在水平線性模組203的滑塊上；所述兩個位移傳感器202分別固定在涂布頭201的左右兩側(cè)。
[0023]所述液體供應(yīng)機構(gòu)104設(shè)有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭201相連。
[0024]所述加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)103設(shè)有鏡面加熱輥302、導(dǎo)電碳刷架301、減速電機303和加熱輥伺服電機304 ;所述鏡面加熱輥302的左端通過聯(lián)軸器與減速電機303相連，加熱輥伺服電機304通過聯(lián)軸器與減速電機303相連。
[0025]主架體可采用鋁型材經(jīng)機械加工而成，主架體底部可配有6個減震墊，同時可調(diào)節(jié)整機水平。
[0026]兩套豎直線性模組205分別固定在主架體101的左右兩邊，伺服電機206設(shè)置在豎直線性模組205的上方，用于驅(qū)動兩套豎直線性模組205上的滑塊豎直上下移動；移動支架204架設(shè)于兩套豎直線性模組205之間并與兩套豎直線性模組205上的滑塊相連，移動支架204上固定有水平線性模組203，涂布頭201固定在水平線性模組203的滑塊上，水平線性模組203右側(cè)設(shè)置有手輪，旋轉(zhuǎn)手輪可以使涂布頭201左右移動，調(diào)整其位置。涂布頭201由兩片經(jīng)精密加工的耐腐蝕不銹鋼組成。涂布頭左右兩側(cè)設(shè)置有位移傳感器，用于檢測涂布頭的位移。
[0027]電氣系統(tǒng)控制柜采用PLC加觸摸屏。
[0028]以下給出本發(fā)明的操作過程:
[0029]通電后，設(shè)定加熱輥的溫度，待加熱輥的溫度升至設(shè)定的溫度并穩(wěn)定后，將ITO柔性導(dǎo)電薄膜粘附在加熱輥的表面，與表面緊貼。然后，設(shè)定涂布頭與加熱輥的間隙距離、力口熱輥轉(zhuǎn)動速率以及泵的供液速率，觸摸下降啟動鍵，涂布頭會自動下降并調(diào)整左右平衡，直至其與加熱輥的間隙距離為設(shè)定值，隨后啟動供液系統(tǒng)往涂布頭內(nèi)輸送液體，當(dāng)液體充滿涂布頭并填滿涂布頭嘴與加熱輥的間隙時，觸摸轉(zhuǎn)動啟動鍵，加熱輥即轉(zhuǎn)動一圈，接著涂布頭自動抬升，供液系統(tǒng)回吸液體，將已涂布的ITO薄膜取下，即完成一次完整的涂布過程。
【權(quán)利要求】
1.有機太陽能電池實驗用涂布機，其特征在于設(shè)有主架體、涂布機構(gòu)、液體供應(yīng)機構(gòu)、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)和電氣系統(tǒng)控制柜；所述涂布機構(gòu)固定在主架體上，加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)與主架體通過軸承相連接并置于涂布機構(gòu)下方；液體供應(yīng)機構(gòu)設(shè)于主架體的底部，電氣系統(tǒng)控制柜設(shè)于主架體的一側(cè)，涂布機構(gòu)、液體供應(yīng)機構(gòu)、加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)分別與電氣系統(tǒng)控制柜電連接； 所述涂布機構(gòu)設(shè)有涂布頭、兩個位移傳感器、水平線性模組、移動支架、兩套豎直線性模組和伺服電機；所述兩套豎直線性模組分別固定在主架體的左右兩邊，涂布伺服電機設(shè)置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設(shè)于兩套豎直線性模組之間并與兩套豎直線性模組上的滑塊相連，水平線性模組固定在移動支架上，涂布頭固定在水平線性模組的滑塊上；所述兩個位移傳感器分別固定在涂布頭的左右兩側(cè)； 所述液體供應(yīng)機構(gòu)設(shè)有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連； 所述加熱輥轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)有鏡面加熱輥、導(dǎo)電碳刷架、減速電機和加熱輥伺服電機；所述鏡面加熱輥的左端通過聯(lián)軸器與減速電機相連，加熱輥伺服電機通過聯(lián)軸器與減速電機相連。
2.如權(quán)利要求1所述有機太陽能電池實驗用涂布機，其特征在于所述主架體底部配有6個減震墊。
3.如權(quán)利要求1所述有機太陽能電池實驗用涂布機，其特征在于所述水平線性模組右側(cè)設(shè)有手輪。
4.如權(quán)利要求1所述有機太陽能電池實驗用涂布機，其特征在于所述電氣系統(tǒng)控制柜采用PLC加觸摸屏。
【文檔編號】B05C5/02GK103611653SQ201310684216
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳凱武, 吳秋坤, 張程, 寇旭 申請人:廈門惟華光能有限公司