[发明专利]一种薄膜喷涂机及薄膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜制备及后处理领域，具体是一种薄膜喷涂机及薄膜制备方法。

背景技术

喷涂技术是利用喷枪等喷射工具把涂料雾化后，喷射到被涂工件上的涂装方法。一般用在五金、塑胶、家私、军工、船舶等领域。近年来，在大面积有机光伏薄膜制备领域也有广泛应用。但是，已有的喷涂装置都有其特定的使用对象，在改变薄膜形貌领域存在局限性，不适用于制备有机光伏薄膜。如先进功能材料（Adv. Funct. Mater, 2010, 20, 3538）文献所示，静电喷涂方法制备的薄膜在原子力显微镜下观测一般是大颗粒岛状形貌，见图1，这种结构不利于电荷载流子的分离，而使用另一种溶剂气体进行薄膜表面后处理，可以消除这种相分离结构，见图2，薄膜变的致密紧凑，器件效率提高了9倍，大大提高有机光伏器件性能。但是，一般获得溶剂气氛的方法有两种：一种是用蘸有溶剂的滤纸包裹薄膜基片，通过溶剂自蒸发方式对薄膜表面进行改性，另一种是把基片放于盛有溶剂的烧杯内，再把烧杯放于普通超声波清洗机里产生溶剂气氛，这两种方法操作非常繁琐且条件不易控制。

申请号为02150786.4的中国发明专利公开了一种喷涂扫描大面积均匀透明导电薄膜的扫描装置。喷涂沉积大面积均匀透明导电薄膜扫描装置属于太阳能应用领域。完成加热过程和喷涂过程的主单元、完成退火功能的辅助单元、具有预加热功能的辅助单元依次并列或L行排列，具有预加热功能的辅助单元位于完成加热过程和喷涂过程的主单元一侧，完成退火功能的辅助单元位于完成加热过程和喷涂过程的主单元的另一侧，由机械手完成玻璃衬底在各单元之间的传输，主单元包括：衬底加温部分、喷头部分，这两部分是相互分离的。采用该发明得到的SnO₂透明导电薄膜的方块电阻可达4W/?，透过率达90%，薄膜中心和边缘的膜厚、电学性质不均匀度小于10%，采用衬底加温部分和喷头部分（二）配合的装置可获得膜厚、电学性质不均匀度小于5%的超均匀的透明导电薄膜。

申请号为200810012913.X的中国发明专利公开了一种喷涂成型复合质子交换膜的设备，包括工作台、基膜控制系统、喷枪传动系统、喷涂及供料系统和辅助系统。基膜控制系统包括钢框、汽缸、支撑杆和伺服电机；喷枪传动系统包括伺服电机、丝杆、机械臂；喷涂及供料系统包括喷枪、料槽、电磁阀、液体泵和供气系统；辅助系统包括加热平台和真空泵；传动框架支脚、加热平台和汽缸固定在工作台上。该发明的优点是：工艺路线简单，便于实现大规模化生产，生产效率高，膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的控制技术简单；使用喷涂设备成型的复合质子交换膜对质子交换膜的厚度和结构可以实现精确的控制，具有较高的重复性。

申请号为201010126040.2的中国发明专利公开了一种液体材料薄膜的喷涂装置及其喷涂方法，属于半导体器件生产技术领域。为解决得到足够细的超声雾化液体颗粒的同时保证足够的雾化流量，所述喷涂装置包括：雾化容器；超声波振荡器，用于进行超声雾化操作；液体材料输入装置，用于通入液体原料；载气输入装置，用于通入载气，所述载气用于与所述液体材料雾化后行成的颗粒混合形成雾气；雾气输出装置，用于输出所述雾气；喷嘴，用于接收雾气并将其喷涂在待喷涂晶片上。该技术方案具备特征：方案中各功能模块独立设置，提高装置整体的工作能力以及效率；大大减少液体材料的浪费，进而减少环境污染；可得到更薄更均匀的喷涂效果，产生更薄，均匀度更好的液体薄膜；可喷涂台阶面。

申请号为201010129104.4的中国发明专利公开了一种基于超声波振动台的液体材料薄膜喷涂装置及方法，属于半导体技术领域。为提高涂敷薄膜的均匀度，该发明提供一种基于超声波振动台的液体材料涂敷装置，包括喷嘴移动机构用于移动超声雾化喷嘴，超声雾化喷嘴用于雾化液体形成微细液滴；器件吸附机构件设置于超声波雾化喷嘴下方，用于吸附固定待喷涂基片器件；超声波振动构件设置于器件吸附构件下端，用于对待喷涂基片器件进行上下方向的振动。通过该方法，涂布于晶片的光刻胶的均匀性增加的同时，所用光刻胶的使用量大大减小，而由此产生的环境问题也减少了。

现有的薄膜喷涂机中，有的采用超声波振动喷头增强雾化效果，有的采用超声波振动基片台增加薄膜均匀度，但均未设置溶剂浸润功能单元改变薄膜表面形貌，所成薄膜需要移到具有溶剂蒸气氛围的密闭环境才能进行溶剂后处理，在移动所成薄膜基片过程中可能人为损坏薄膜，影响薄膜质量。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种成膜温度均匀、薄膜形貌可控的薄膜喷涂机。

本发明还提供一种薄膜制备方法。