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。設有主架體、涂布機構、液體供應機構、加熱輥轉動機構和電氣系統控制柜；涂布機構設有涂布頭、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，涂布伺服電機設置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設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；所述液體供應機構設有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連；加熱輥轉動機構設有鏡面加熱輥、導電碳刷架、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
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種涂布機，尤其是涉及一種有機太陽能電池實驗用涂布機。
【背景技術】
[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，使用導電聚合物或小分子用于光的吸收和電荷轉移。目前，有機太陽能電池的生產工藝主要有兩種: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上實現了 12%的轉換效率。日本的三菱化學則采用溶液成膜工藝，同樣也實現了 12%的轉換效率。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。工業化生產一般使用卷對卷的涂布方法實現溶液成膜(參見美國專利US 8129616)，而實驗室研究為了節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和旋轉電機兩部分組成，其原理很簡單，即在高速旋轉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而不同，也和旋轉速度及時間有關(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，使研究成果不能與規模化生產很好地兼容。而且該方法不能使膜圖案化，因而不能制備串聯結構的電池。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供可有效模擬卷對卷生產設備涂膜效果，縮短研究成果向規模化生產過渡時間的一種有機太陽能電池實驗用涂布機。
[0004]本發明設有主架體、涂布機構、液體供應機構、加熱輥轉動機構和電氣系統控制柜；所述涂布機構固定在主架體上，加熱輥轉動機構與主架體通過軸承相連接并置于涂布機構下方；液體供應機構設于主架體的底部，電氣系統控制柜設于主架體的一側，涂布機構、液體供應機構、加熱輥轉動機構分別與電氣系統控制柜電連接；
[0005]所述涂布機構設有涂布頭、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，涂布伺服電機設置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設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；
[0006]所述液體供應機構設有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連；
[0007]所述加熱輥轉動機構設有鏡面加熱輥、導電碳刷架、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軸器與減速電機相連，加熱輥伺服電機通過聯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可設有手輪。
[0010]所述電氣系統控制柜可采用PLC加觸摸屏。
[0011]本發明可以用于研究有機太陽能電池生產過程中的涂布工藝，并實現對成膜影響因素包括溫度、壓力、間距和速度的控制，由于無需搭建大規模生產線，因此可以大大節省時間、資金和涂膜材料。
[0012]本發明具有如下有益效果:
[0013]1、采用單輥結構設計，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過程中的涂布工藝，實驗數據真實可靠，可直接擴展到實際生產中。
[0015]3、采用高精度位移傳感器，可以實現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，根據涂布工藝設定程序，簡單易用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。
[0018]圖2為本發明實施例的涂布機構的結構組成示意圖。
[0019]圖3為本發明實施例的加熱輥轉動機構的結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步的描述。
[0021]參見圖1?3，本發明實施例設有主架體101、涂布機構102、液體供應機構104、加熱輥轉動機構103和電氣系統控制柜105 ;所述涂布機構102固定在主架體101上，加熱輥轉動機構103與主架體101通過軸承相連接并置于涂布機構102下方，液體供應機構104設于主架體101的底部，電氣系統控制柜105設于主架體101的一側，涂布機構102、液體供應機構104、加熱輥轉動機構103分別與電氣系統控制柜105電連接。
[0022]所述涂布機構102設有涂布頭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設置在兩套豎直線性模組205的上方，移動支架204架設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。
[0023]所述液體供應機構104設有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭201相連。
[0024]所述加熱輥轉動機構103設有鏡面加熱輥302、導電碳刷架301、減速電機303和加熱輥伺服電機304 ;所述鏡面加熱輥302的左端通過聯軸器與減速電機303相連，加熱輥伺服電機304通過聯軸器與減速電機303相連。
[0025]主架體可采用鋁型材經機械加工而成，主架體底部可配有6個減震墊，同時可調節整機水平。
[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設置在豎直線性模組205的上方，用于驅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右側設置有手輪，旋轉手輪可以使涂布頭201左右移動，調整其位置。涂布頭201由兩片經精密加工的耐腐蝕不銹鋼組成。涂布頭左右兩側設置有位移傳感器，用于檢測涂布頭的位移。
[0027]電氣系統控制柜采用PLC加觸摸屏。
[0028]以下給出本發明的操作過程:
[0029]通電后，設定加熱輥的溫度，待加熱輥的溫度升至設定的溫度并穩定后，將ITO柔性導電薄膜粘附在加熱輥的表面，與表面緊貼。然后，設定涂布頭與加熱輥的間隙距離、力口熱輥轉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整左右平衡，直至其與加熱輥的間隙距離為設定值，隨后啟動供液系統往涂布頭內輸送液體，當液體充滿涂布頭并填滿涂布頭嘴與加熱輥的間隙時，觸摸轉動啟動鍵，加熱輥即轉動一圈，接著涂布頭自動抬升，供液系統回吸液體，將已涂布的ITO薄膜取下，即完成一次完整的涂布過程。
【權利要求】
1.有機太陽能電池實驗用涂布機，其特征在于設有主架體、涂布機構、液體供應機構、加熱輥轉動機構和電氣系統控制柜；所述涂布機構固定在主架體上，加熱輥轉動機構與主架體通過軸承相連接并置于涂布機構下方；液體供應機構設于主架體的底部，電氣系統控制柜設于主架體的一側，涂布機構、液體供應機構、加熱輥轉動機構分別與電氣系統控制柜電連接； 所述涂布機構設有涂布頭、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，涂布伺服電機設置在兩套豎直線性模組的上方，移動支架設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； 所述液體供應機構設有泵和管道，管道通過泵后與涂布頭相連； 所述加熱輥轉動機構設有鏡面加熱輥、導電碳刷架、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軸器與減速電機相連，加熱輥伺服電機通過聯軸器與減速電機相連。
2.如權利要求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設有手輪。
4.如權利要求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 優先權日:2013年12月13日
【發明者】陳凱武, 吳秋坤, 張程, 寇旭 申請人:廈門惟華光能有限公司