[发明专利]超高透光率电极的制备方法和电子皮肤、机器人

说明书

本发明涉及透光电极技术领域，具体提供一种超高透光率电极的制备方法和电子皮肤、机器人。所述制备方法包括制备具有图案化内腔的透明弹性体以及制备电极的步骤，制备的所述透明弹性体表面还具有若干通孔，由所述通孔实现内腔与内腔外部的连通；通过通孔向内腔注入透明导电流体，使透明导电流体完全填充于内腔中，在所述通孔中插接导线，并采用与所述透明弹性体相同的材料对所述通孔进行密封，密封时确保所述通孔中的导线能够实现与外部接通。本发明的制备方法具有工艺简单便捷、原料廉价、生产成本低等特点，且制备得到的超高透光率电极具有透光度高、拉伸性能好、能循环使用等特点。

技术领域

本发明涉及透光电极技术领域，尤其涉及一种超高透光率电极的制备方法和电子皮肤、机器人。

背景技术

可拉伸的图案化透明电极是柔性电子领域的重要研究方向之一，用于可穿戴设备的电子皮肤、传感器及光伏器件的电极等应用。对于仿生器官的电子皮肤而言，对外界施加的压力的电学响应、可循环往复伸缩的机械性能以及伸缩过程中的电学信号响应是该应用的必然要求，另外，良好的透光度有利于器官的定位。对于柔性电子设备的光伏发电器件而言，具有超高透光度的电极能够增加半导体中产生的电势，从而有效提高光电转换效率。制备电极上的图案是为了形成功能化的电路，通过控制图案的设计来获取所需的功能。现有的柔性透明电极所用的导电材料一般是固体，包括银纳米线、石墨烯、无色透明导电聚合物等。这些固体导电载体本身一般不具有不透明特性，只能通过调整工艺来实现一定的透光度；而且它们并不具备良好的可循环往复变形(拉伸、压缩、弯曲、折叠、扭曲等)的性质，会影响连接的可靠性，在发生机械变形的过程中可能从透明基底上脱落，从而发生失效。

发明内容

针对现有电子皮肤存在的透光度低以及可循环往复变形性能差而导致发生机械变形时易从透明基底上脱落等问题，本发明提供一种超高透光率电极的制备方法。

进一步地，本发明还提供一种电子皮肤以及包括该电子皮肤的机器人。

为了达到上述发明的目的，采用了如下的技术方案：

一种超高透光率电极的制备方法，包括具有图案化内腔的透明弹性体的制备以及高透光率电极的制备步骤：

其中，所述具有图案化内腔的透明弹性体的制备包括：

提供第一透明弹性体及与所述第一透明弹性体配对的第二透明弹性体，所述第一透明弹性体表面具有图案化的凹槽：

将所述第二透明弹性体贴合在所述第一透明弹性体的表面，使所述图案化的凹槽被所述第二透明弹性体覆盖，且所述第一弹性体和第二弹性体相互粘合，得到具有图案化内腔的透明弹性体，图案化内腔的透明弹性体表面开设有若干通孔，所述图案化内腔通过所述通孔实现与所述图案化内腔外部连通；

或者提供具有图案化的水溶性固体材料模板，将所述模板浸入液态弹性体中并固化处理，随后去除所述具有图案化的水溶性固体材料模板，得到具有图案化内腔的透明弹性体，所述透明弹性体表面具有能够使得所述图案化内腔与图案化内腔外部连通的若干通孔；

所述高透光率电极的制备包括以下步骤：

提供上述任一种制备方法得到的具有图案化内腔的透明弹性体；

通过所述通孔向所述图案化内腔中注入透明导电流体，使所述透明导电流体完全填充于所述图案化内腔中，在所述通孔中插接导线，并采用与所述透明弹性体相同的材料对所述通孔进行密封，密封时确保所述通孔中的导线能够实现与外部接通。

相应地，一种电子皮肤，包括具有图案化内腔的透明弹性体、透明导电流体及若干导线；

所述透明导电流体填充于所述图案化内腔中，所述导线自所述透明弹性体外表面穿过所述透明弹性体并与所述透明导电流体接触。

以及，一种机器人，所述机器人包括电子皮肤，所述电子皮肤为上述所述的电子皮肤。