一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件技术

本发明专利技术公开一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件，所述图案化低熔点合金电极的制备方法包括步骤：提供基底和液态的低熔点合金；将具有预设图案的掩模叠设在基底上；在空气环境下，将液态的低熔点合金施加到掩模的一端，利用柔性刮片将液态的低熔点合金从掩模的一端刮涂到另一端，去除掩模后，得到图案化低熔点合金电极；其中，液态的低熔点合金在柔性刮片上的接触角大于100

【技术实现步骤摘要】
一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件


[0001]本专利技术涉及电极制备
，尤其涉及一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件。

技术介绍

[0002]目前已实现商业化生产的光电器件的金属顶电极的主要工艺是真空蒸镀，蒸镀的过程需要10
‑4Pa的真空环境，不利于连续生产，且设备和时间成本均较高，蒸镀材料一般为Ag等金属，材料成本也较高。因此，找到合适的顶电极材料并开发优良的工艺方法对于制备低成本、高产出、可连续制备的光电器件(如有机太阳能电池等)至关重要。
[0003]目前已有较多通过打印取代蒸镀顶电极的工艺，采用的电极材料主要有碳基材料(碳纳米管、石墨烯等)，导电聚合物(PEDOT:PSS)和金属纳米材料(银纳米线、银纳米颗粒、银浆等)，然而报道中这些打印电极器件的效率远低于蒸镀电极器件，原因包括材料本身的导电率低、分散电极材料的有机溶剂溶解下层有机层、纳米线粗糙度过大刺破有机层、电极与有机层的粘附性差等。也即打印电极主要面临的两大挑战是：1)需要找到具有合适功函数、电导率高、稳定性好的电极材料；2)避免打印过程对下层功能层的损害。低熔点合金具有合适的功函数，电导率高且化学稳定性高，可在较低温度下融化成适合打印的液态，降温后为固态，是光电器件(如有机太阳能电池)蒸镀顶电极的良好替代品。但现有低熔点合金做顶电极的多采用滴铸、刷涂或加热层压等手段，缺少可控性和重复性，且没有实现电极的图案化成形。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件，旨在解决现有低熔点合金做顶电极多采用滴铸、刷涂或加热层压等手段，缺少可控性和重复性，且没有实现电极的图案化成形的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一种图案化低熔点合金电极的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]提供基底和液态的低熔点合金；
[0009]将具有预设图案的掩模叠设在所述基底上；
[0010]在空气环境下，将所述液态的低熔点合金施加到所述掩模的一端，利用柔性刮片将所述液态的低熔点合金从掩模的一端刮涂到另一端，去除掩模后，得到所述图案化低熔点合金电极；
[0011]其中，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于100
°
，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于所述液态的低熔点合金在所述掩模上的接触角。
[0012]可选地，所述基底为待制备电极的光电器件，所述光电器件包括有机太阳能电池、有机发光二极管、量子点发光二极管中的一种。
[0013]可选地，所述低熔点合金的熔点为40
‑
100℃。
[0014]可选地，所述低熔点合金包括菲德尔合金、伍德合金、罗斯合金、牛顿合金、利波维茨合金、里希腾伯格合金、哈氏合金、希洛弯管合金中的一种。
[0015]可选地，所述在空气环境下，将所述液态的低熔点合金施加到所述掩模的一端的步骤之前，还包括步骤：
[0016]对设置有掩模的基底进行加热，使得所述掩模和所述基底的温度大于所述低熔点合金的熔点。
[0017]可选地，所述液态的低熔点合金的制备方法包括步骤：
[0018]将低熔点合金在惰性气体环境中加热熔化，得到液态的低熔点合金。
[0019]可选地，所述掩模为钨片，所述钨片的厚度为50
‑
100μm。
[0020]可选地，所述柔性刮片的材质包括特氟龙、聚对苯二甲酸乙二酯中的一种。
[0021]可选地，所述刮涂的速度为1
‑
10mm/s。
[0022]本专利技术的第二方面，提供一种刮涂组件，其中，包括配合使用的真空吸盘和柔性刮片，所述真空吸盘的上部设置有凹槽，所述凹槽的底部设置有第一盲孔，所述真空吸盘的侧部设置有第二盲孔，所述第一盲孔与第二盲孔相互连通。
[0023]有益效果：本专利技术中液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于100
°
，液态的低熔点合金在柔性刮片上的接触角大于液态的低熔点合金在掩模上的接触角，使得在空气环境下首次实现利用柔性刮片进行刮涂制备低熔点合金电极，并结合掩模实现图案化低熔点合金电极的制备，可控性和重复性强，制备方法简单，操作方便。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例中图案化低熔点合金电极制备流程示意图。
[0025]图2中(a)为本专利技术实施例中图案化低熔点合金电极制备示意图，(b)为图(a)中虚线框中的放大图。
[0026]图3为本专利技术实施例中刮涂组件的结构示意图。
[0027]图4为本专利技术实施例中真空吸盘的结构示意图。
[0028]图5为本专利技术实施例中真空吸盘的截面结构示意图。
[0029]图6为本专利技术实施例1中所采用的钨片掩模的图案示意图。
[0030]图7为本专利技术实施例1中制备得到的有机太阳能电池外观图。
[0031]图8为本专利技术实施例2中所采用的钨片掩模的图案示意图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供一种图案化低熔点合金电极的制备方法及刮涂组件，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描
述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0034]本专利技术实施例提供一种图案化低熔点合金电极的制备方法，其中，如图1所示，包括步骤：
[0035]S1、提供基底和液态的低熔点合金；
[0036]S2、将具有预设图案的掩模叠设在所述基底上；
[0037]S3、在空气环境下，将所述液态的低熔点合金施加到所述掩模的一端，利用柔性刮片将所述液态的低熔点合金从掩模的一端刮涂到另一端，去除掩模后，得到所述图案化低熔点合金电极；
[0038]其中，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于100
°
，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于所述液态的低熔点合金在所述掩模上的接触角。
[0039]本专利技术实施例中液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于100
°
，液态的低熔点合金在柔性刮片上的接触角大于液态的低熔点合金在掩模上的接触角，使得在空气环境下首次实现利用刮涂法制备低熔点合金电极，并结合掩模实现图案化低熔点合金电极的制备，可控性和重复性强，制备方法简单，操作方便。此外，本专利技术实施例提供的方法可实现连续生产，与卷对卷和自动化生产方式兼容。
[0040]本实施例中，在空气环境下，液态的低熔点合金表面会形成氧化层，氧化层能够辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图案化低熔点合金电极的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供基底和液态的低熔点合金；将具有预设图案的掩模叠设在所述基底上；在空气环境下，将所述液态的低熔点合金施加到所述掩模的一端，利用柔性刮片将所述液态的低熔点合金从掩模的一端刮涂到另一端，去除掩模后，得到所述图案化低熔点合金电极；其中，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于100
°
，所述液态的低熔点合金在所述柔性刮片上的接触角大于所述液态的低熔点合金在所述掩模上的接触角。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底为待制备电极的光电器件，所述光电器件包括有机太阳能电池、有机发光二极管、量子点发光二极管中的一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低熔点合金的熔点为40
‑
100℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述低熔点合金包括菲德尔合金、伍德合金、罗斯合金、牛顿合金、利波维茨合金、里希腾伯格合金、哈氏合金、希洛弯管合金中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓巍巍，赵新彦，刘霖娜，于博洋，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：