[发明专利]一种利用丝网印刷技术制备供能器件阵列的方法

说明书

本发明涉及一种利用丝网印刷技术制备供能器件阵列的方法，属于供能器件技术领域。本发明所述方法主要是利用丝网印刷技术分别制备底电极、积极层和顶电极，并通过底电极、积极层以及顶电极之间连接方式的设计，制备得到对湿度响应的供能器件阵列；而且本发明所制备的供能器件阵列在湿度变化的刺激下，能够实现有效的能量输出并供给用电器工作。本发明开发了一种利用丝网印刷技术将新能源的产能器件集成在多种基底上的途径，该方法不仅保证了器件电学性质的均一性，同时使得大规模的集成更加的便捷，为未来实现流水式生产器件提供了广阔的前景。

技术领域

本发明涉及一种利用丝网印刷技术制备对湿度变化响应的新型供能器件阵列的方法，属于供能器件技术领域。

背景技术

随着当今便携化和小型化电子器件的发展，开发轻便、柔性并具有高能量输出的供能器件成为一种必然趋势，为此，研究学者们已经利用微纳加工技术将能量供给器件集成在柔性基底上，然而，该集成工艺涉及光刻和刻蚀的过程，这将大大的不利于实现大规模和廉价的器件阵列的集成。

印刷技术已经被应用在制作各种各样的电子器件领域，例如超级电容器、电池、传感器和晶体管，该技术是将构成器件的功能化材料配制成浆状物，再被其印刷在相应的基底上。丝网印刷技术是印刷技术的一种，由于它具有印刷平整和易操作的特点，它常常被用来印刷电极，但是目前利用丝网印刷制备整个能源器件几乎是个空白。

发明内容

为了实现供能器件集成的大规模化、低成本及环境友好性，本发明提供了一种利用丝网印刷技术制备供能器件阵列的方法，该方法主要是利用丝网印刷技术制备底电极、积极层和顶电极，并通过底电极、积极层以及顶电极之间连接方式的设计，制备得到对湿度响应的供能器件阵列；所述供能器件阵列在湿度变化的刺激下，能够实现有效的能量输出并供给用电器工作。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种利用丝网印刷技术制备供能器件阵列的方法，所述方法步骤如下：

步骤1.利用化学氧化剥离法制备氧化石墨烯溶液；

步骤2.利用加工有I字形图案的网板A将导电银浆印刷在基底上，并置于20℃～55℃条件下干燥，在基底上形成I字形底电极；

所述基底为纸张、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、玻璃或布，优选基底为纸张；

网板A中所述I字形图案上加工有通孔，通孔的孔径为75μm～53μm，优选孔径为63μm；与通孔尺寸匹配的导电银浆的粘度为20Pa·s～30Pa·s，优选25Pa·s；优选的，对于具有串联关系的两个相邻I字形底电极，两个相邻I字形底电极相邻两端的距离大于网板B中O字形图案的半径，优选为一个I字形图案的长度；

步骤3.利用加工有O字形图案的网板B将氧化石墨烯溶液印刷在I字形底电极的一端，I字形底电极的另一端不需要进行氧化石墨溶液印刷，并置于20℃～55℃条件下干燥，在I字形底电极的一端形成O字形积极层；

网板B中O字形图案上加工有通孔，通孔的孔径为75μm～53μm，优选孔径为63μm；与通孔尺寸匹配的氧化石墨烯溶液浓度为12mg/mL～18mg/mL，优选浓度为15mg/mL；网板B中O字形图案的直径大于网板A中I字形图案的最大宽度，优选不大于网板A中I字形图案最大宽度的50％；

步骤4.利用加工有I字形图案的网板C将导电银浆印刷在两个I字形底电极之间的基底上，并置于20℃～55℃条件下干燥，在基底上形成I字形顶电极，且I字形顶电极的一端与O字形积极层相接触，另一端与I字形底电极相接触；