[發明專利]一種有機薄膜功能層的制備裝置及其方法

在審

• 申請號: 201310242644.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104241533A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 胡子陽;諸躍進
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種有機薄膜功能層，特別是涉及該有機薄膜功能層的制備裝置及其方法。?

背景技術

有機太陽能電池由于成本低、制備工藝簡單、與柔性襯底和卷對卷（roll?to?roll）技術相兼容等獨特優勢而倍受青睞。隨著新型高效聚合物給、受體材料的不斷合成，器件結構的不斷優化以及對有機光伏電池機理研究的日益深入，器件性能有了大幅的提高，也最有望率先實現商業化。?

有機光伏電池的基本結構由電極和各功能層組成，其中功能層包括各種修飾層和光活性層。目前有機光伏電池的功能層主要是采用旋涂、蒸鍍、噴霧等方法進行制備。旋涂方法是目前文獻報道中最常用的方法，但此方法只能制備小面積（<1cm²）的均勻薄膜，對源材料的浪費極其嚴重，且無法與卷對卷大面積制備技術相兼容。蒸鍍方法制備薄膜所需的時間很長，不能大規模制備，設備裝置比較復雜，與卷對卷技術也不相容等缺點。噴霧方法對墨水的霧化有很高的要求，噴出液滴的均勻性難以控制，一般形成的薄膜表面比較粗糙，致密性差。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種能夠利用浸漬提拉法制備例如有機光伏電池中的薄膜功能層的方法及裝置?

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種有機薄膜功能層的制備裝置，其特征在于：包括一溶液池以及位于溶液池正上方的工作滾筒，所述工作滾筒的上方一側具有一源滾筒，工作滾筒上方具有一輔助滾筒，輔助滾筒的一側設有一回收滾筒，所述多個滾筒均通過支架固定，需要加工的柔性導電襯底依次從源滾筒開始繞至工作滾筒，然后繞過輔助滾筒連接至回收滾筒，并且在輔助滾筒和回收滾筒之間設有一加熱控制設備。?

優選地，為了給該裝置提供動力，所述工作滾筒和回收滾筒上分別安裝有動力裝置。?

優選地，所述工作滾筒和回收滾筒的旋轉速度一致。?

優選地，所述回收滾筒和輔助滾筒同高度設置。?

一種應用上述裝置的有機薄膜功能層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟?

步驟一：將配置好的功能層溶液盛放在溶液池中；?

步驟二：將有機薄膜功能層的柔性導電襯底一端從源滾筒中拉出，并纏繞二分之一的工作滾筒表面，然后向上纏繞經過輔助滾筒，再水平拉出經過加熱控制設備的表面，最后纏繞在回收滾筒上固定；?

步驟三：調節工作滾筒與液面的高度，直至工作滾筒浸入液面深度h，1/3R<h<R，R為工作滾筒的半徑；?

步驟四：同時啟動工作滾筒和回收滾筒，并使旋轉速度一致，同時打開加熱控制設備；?

浸入到溶液的柔性導電襯底在工作滾筒的帶動下豎直向上運動，溶劑蒸發，到達輔助滾筒使溶液固化成膜，經過加熱控制設備進一步蒸發掉殘余的溶劑，并對薄膜進行退火，最后經過退火處理的柔性導電襯底被回收滾筒纏繞收回。?

與現有技術相比，本發明的優點在本發明的制備裝置及其方法實現了快速的薄膜功能層制備，且薄膜的致密性好。本發明方法實現了薄膜功能層的大面積制備，該方法與柔性導電襯底和卷對卷技術都相兼容，且源材料使用率極高，設計的裝置簡單，操作方便。?

附圖說明

圖1為該有機薄膜功能層的制備裝置示意圖。?

圖2為四個實施例中不同工藝制備的有機電池的特性曲線，其中圖2(a)為亮態J-V曲線，圖2(b)為暗態J-V曲線。?

圖3a、3b、3c、3d為不同工藝制備的16個有機電池的PCE、FF、J_sc?and?V_oc誤差分布范圍示意圖。?

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。?