[实用新型]一种有机太阳能电池实验用涂布机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种涂布机，尤其是涉及一种有机太阳能电池实验用涂布机。

背景技术

有机太阳能电池是成分全部或部分为有机物的太阳能电池，使用导电聚合物或小分子用于光的吸收和电荷转移。目前，有机太阳能电池的生产工艺主要有两种：真空镀膜工艺和溶液成膜工艺。德国的Heliatek公司利用真空镀膜工艺制备得到的小分子有机太阳能电池在1.1cm²上实现了12%的转换效率。日本的三菱化学则采用溶液成膜工艺，同样也实现了12%的转换效率。与真空镀膜工艺相比，溶液成膜工艺具有低成本、高效率的优势。各高校、研究所等单位在进行有机太阳能电池的制备与研究时，也往往采用这种工艺。工业化生产一般使用卷对卷的涂布方法实现溶液成膜（参见美国专利US8129616），而实验室研究为了节省原料往往采用匀胶机将溶液旋涂在基片上。匀胶机主要由真空吸附系统和旋转电机两部分组成，其原理很简单，即在高速旋转的基片上滴注各类溶液，利用离心力使滴在基片上的胶液均匀地涂覆在基片上，厚度视不同溶液和基片间的粘滞系数而不同，也和旋转速度及时间有关（F.C.Krebs,Fabrication and processing of polymer solar cells:A review of printing and coating techniques,Solar Energy Materials&Solar Cells93(2009)394–412）。虽然旋涂成膜的方法简单方便，但是脱离了实际中的卷对卷生产，使研究成果不能与规模化生产很好地兼容。而且该方法不能使膜图案化，因而不能制备串联结构的电池。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供可有效模拟卷对卷生产设备涂膜效果，缩短研究成果向规模化生产过渡时间的一种有机太阳能电池实验用涂布机。

本实用新型设有主架体、涂布机构、液体供应机构、加热辊转动机构和电气系统控制柜；所述涂布机构固定在主架体上，加热辊转动机构与主架体通过轴承相连接并置于涂布机构下方；液体供应机构设于主架体的底部，电气系统控制柜设于主架体的一侧，涂布机构、液体供应机构、加热辊转动机构分别与电气系统控制柜电连接；

所述涂布机构设有涂布头、两个位移传感器、水平线性模组、移动支架、两套竖直线性模组和伺服电机；所述两套竖直线性模组分别固定在主架体的左右两边，涂布伺服电机设置在两套竖直线性模组的上方，移动支架设于两套竖直线性模组之间并与两套竖直线性模组上的滑块相连，水平线性模组固定在移动支架上，涂布头固定在水平线性模组的滑块上；所述两个位移传感器分别固定在涂布头的左右两侧；

所述液体供应机构设有泵和管道，管道通过泵后与涂布头相连；

所述加热辊转动机构设有镜面加热辊、导电碳刷架、减速电机和加热辊伺服电机；所述镜面加热辊的左端通过联轴器与减速电机相连，加热辊伺服电机通过联轴器与减速电机相连。

所述主架体底部可配有6个减震垫。

所述水平线性模组右侧可设有手轮。

所述电气系统控制柜可采用PLC加触摸屏。

本实用新型可以用于研究有机太阳能电池生产过程中的涂布工艺，并实现对成膜影响因素包括温度、压力、间距和速度的控制，由于无需搭建大规模生产线，因此可以大大节省时间、资金和涂膜材料。

本实用新型具有如下有益效果：

1、采用单辊结构设计，免去了收放卷装置和张力控制装置。

2、功能齐全，更接近于有机太阳能电池生产过程中的涂布工艺，实验数据真实可靠，可直接扩展到实际生产中。

3、采用高精度位移传感器，可以实现对涂布头与加热辊之间间隙的精确测量。

4、自动化程度高，根据涂布工艺设定程序，简单易用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。

图2为本实用新型实施例的涂布机构的结构组成示意图。

图3为本实用新型实施例的加热辊转动机构的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。