CN102671836A - 低粘度涂布液涂布方法及聚合物薄膜太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

一种低粘度涂布液涂布方法及聚合物薄膜太阳能电池，它包括如下步骤：a.将涂布模具设置在基材的上侧；b.在涂布模具的宽度方向上，按照相邻电池涂层的间隔设置涂料段和封闭段，在与涂料段的对应位置设置突出模具唇面的涂珠锁定突起；c.涂布液经涂布模具宽度方向上的涂料段和突出模具唇面的涂珠锁定突起，在基材表面形成纵向连续、横向间断的涂层。利用本发明方法得到的涂层边缘整齐、稳定、不洇渗，涂层厚度均匀一致，特别适合于聚合物薄膜太阳能电池的制备。

Description

低粘度涂布液涂布方法及聚合物薄膜太阳能电池
技术领域
本发明属于精密涂布领域，涉及一种低粘度涂布液涂布方法以及根据该方法制备的聚合物薄膜太阳能电池。
背景技术
随着科学技术的发展，涂布工艺有了更多的应用，间断涂布方法成为研究的热点。相对于高粘度涂布液来说，由于低粘度涂布液本身存在粘度低的特性，采用公知的间断涂布方法来涂布低粘度涂布液时存在如下缺点：1.涂层厚度不均匀；2.由于涂布液的粘度低，相邻涂料段的物料向二者之间的封闭段润湿，使相邻的两个涂料段相互连接在一起，造成间断涂布的失败。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有涂布方法的不足、提供一种低粘度涂布液涂布方法。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种聚合物薄膜太阳能电池。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种低粘度涂布液涂布方法，它包括如下步骤：
a.将涂布模具设置在基材的上侧；
b.在涂布模具的宽度方向上，按照相邻电池涂层的间隔设置涂料段和封闭段，在与涂料段的对应位置设置突出模具唇面的涂珠锁定突起；
c.涂布液经涂布模具宽度方向上的涂料段和突出模具唇面的涂珠锁定突起，在基材表面形成纵向连续、横向间断的涂层。
上述低粘度涂布液涂布方法，所述的涂布模具与基材之间的涂布角度为45°-135°。
上述低粘度涂布液涂布方法，所述的涂珠锁定突起的高度为1-3mm。
上述低粘度涂布液涂布方法，所述的涂料段和封闭段的间隙设置采用这样的方法：在涂布模具的缝隙中设置间断垫片和涂珠锁定垫片，按照相邻电池涂层的间隔设置封闭段的宽度，在对应涂料段的部分涂布液体，在对应封闭段的部分不涂布液体。
上述低粘度涂布液涂布方法，所述的涂珠锁定突起的宽度等于或小于涂料段的宽度。
一种根据上述涂布方法制备的聚合物薄膜太阳能电池。
上述聚合物薄膜太阳能电池，所述的聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层之间的横向距离是1.5-3mm。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.通过将涂布模具设置在基材的上侧，避免了低粘度涂布液因受物料重力的影响而使涂布液润湿涂布模具的整个唇面，保证了间断涂布的顺利实施，有利于将涂布液锁定在模唇的各涂珠锁定突起上。
2.通过在与涂料段的对应位置设置突出模具唇面的涂珠锁定突起，有效防止了涂出的低粘度涂布液向周边扩散，解决了相邻涂料段的物料向二者之间封闭段的润湿，保证了间断涂布的顺利实施，使涂布的涂料段边缘整齐，涂层的厚度均匀。
3.根据本发明涂布方法制备的聚合物薄膜太阳能电池的涂层横向间断距离小、厚度薄且均匀一致，电池的转化效率高。
附图说明
图1 是本发明的涂布方法示意图；
图2 是间断垫片和涂珠锁定垫片结构示意图（其中，图2-a为间断垫片正视图；图2-b为涂珠锁定垫片正视图；图2-c为间断垫片和涂珠锁定垫片装配在一起时的侧视图）；
图 3 涂布后电池涂层示意图。 
图中各标号为：电池涂层1；涂布模具2；基材3；涂布液4；供液口5；分配腔6；狭缝7；间断垫片8；涂珠锁定垫片9；涂珠锁定突起高度L；涂布间隙K；涂布角度β。
具体实施方式
本发明所述的低粘度涂布液是指在温度为25℃，相对湿度为60-80RH的条件下，粘度为10-100厘泊的涂布液。一般的，因为低粘度涂布液的流动性较好，很难形成间断较小的纵向连续、横向间断的涂层，本发明通过在在涂布模具的宽度方向上，按照设计参数间隔设置涂料段和封闭段，在与涂料段的对应位置设置突出模具唇面的涂珠锁定突起，涂珠锁定突起能够有效防止涂出的低粘度涂布液向周边扩散，放入基材开机连续涂布，得到封闭段空白区沿走带方向延伸的涂层。
所述的涂料段和封闭段的间隙设置采用这样的方法：在涂布模具的缝隙中设置间断垫片和涂珠锁定垫片，按照设计参数设置封闭段的宽度，封闭段的宽度一般控制在1.5-10mm；为了保证涂珠锁定突起突出涂布模具的唇面，涂珠锁定垫片的宽度应大于间断垫片的宽度，涂珠锁定突起的高度控制在1-3mm，涂珠锁定突起的宽度等于或小于涂料段的宽度；涂布时，涂出的涂布液由于表面张力作用而锁定在涂珠锁定突起上，在对应涂料段的部分涂布液体，在对应封闭段的部分不涂布液体。
涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间可以保持稳定的间隙，也可以不留间隙，涂布过程中该间隙可以根据涂布液的流变特性和涂层几何参数来调整。通常增大间隙涂料段变窄，减小间隙涂料段变宽。
涂布模具的安装位置与公知的间断涂布方式有较大差异，涂布模具位于基材的上侧，涂布角度优选45°-135°。这主要是针对低粘度涂布液受重力影响较大，模具的唇口向下，有利于涂珠锁定在模唇的各涂珠锁定突起上；如果唇口向上，涂布液会润湿整个唇面，导致涂布的条导边缘不整齐，甚至涂布失败。
本发明提供的方法特别适用于聚合物薄膜太阳能电池的涂层的涂布；聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层之间的横向距离是1.5-3mm。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不限于此。
实施例1
将涂布模具2设置在基材3的上侧，涂布模具与基材之间的涂布角度β为90°；涂布液4由供液口5进入涂布模具2的分配腔6中，然后进入由狭缝7、间断垫片8与涂珠锁定垫片9组成的通道内，经间断垫片8的缺口部分流向涂珠锁定突起，在基材的表面形成纵向连续、横向间断的涂层。
涂层经干燥固化，得到聚合物薄膜太阳能电池元件A。将上述元件组装成聚合物太阳能电池，采用显微镜测试聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层涂层之间的横向距离是2.9mm。
其中：涂布液的粘度为10厘泊；涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间的涂布间隙K为3mm；涂布车速2m/min；涂珠锁定突起的高度L为2mm；涂珠锁定突起的宽度与间断垫片8的缺口部分（即涂料段）的宽度相同。
实施例2
涂布实施过程与实施例1相同。
其中：涂布角度β为45°；涂布液的粘度为15厘泊；涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间的涂布间隙K为1mm；涂布车速5m/min；涂珠锁定突起的高度L为2.5mm；涂珠锁定突起的宽度小于间断垫片8的缺口部分（即涂料段）的宽度；聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层涂层之间的横向距离是2.0mm。
实施例3
涂布实施过程与实施例1相同。
其中：涂布角度β为135°；涂布液的粘度为45厘泊；涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间的涂布间隙K为0mm；涂布车速3m/min；涂珠锁定突起的高度L为3.0mm；涂珠锁定突起的宽度小于间断垫片8的缺口部分（即涂料段）的宽度；聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层涂层之间的横向距离是1.5mm。
实施例4
涂布实施过程与实施例1相同。
其中：涂布角度β为60°；涂布液的粘度为100厘泊；涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间的涂布间隙K为2mm；涂布车速2m/min；涂珠锁定突起的高度L为1.0mm；涂珠锁定突起的宽度与间断垫片8的缺口部分（即涂料段）的宽度相同；聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层涂层之间的横向距离是3.0mm。
实施例5
涂布实施过程与实施例1相同。
其中：涂布角度β为120°；涂布液的粘度为80厘泊；涂布模具唇面的涂珠锁定突起与基材之间的涂布间隙K为5mm；涂布车速2m/min；涂珠锁定突起的高度L为1.5mm；涂珠锁定突起的宽度与间断垫片8的缺口部分（即涂料段）的宽度相同；聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层涂层之间的横向距离是2.5mm。
对比例
在进行本涂布实施过程中，与实施例1相比较，涂布模具2置于基材3的下侧，涂布角度β选择90°角，涂珠稳定性不好，无法实现纵向连续涂布。

Claims (7)

1.一种低粘度涂布液的涂布方法，其特征在于：
a.将涂布模具设置在基材的上侧；
b.在涂布模具的宽度方向上，按照相邻电池涂层的间隔设置涂料段和封闭段，在与涂料段的对应位置设置突出模具唇面的涂珠锁定突起；
c.涂布液经涂布模具宽度方向上的涂料段和突出模具唇面的涂珠锁定突起，在基材表面形成纵向连续、横向间断的涂层。
2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布模具与基材之间的涂布角度为45°-135°。
3.根据权利要求2所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂珠锁定突起的高度为1-3mm。
4.根据权利要求3所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂料段和封闭段的间隙设置采用这样的方法：在涂布模具的缝隙中设置间断垫片和涂珠锁定垫片，按照相邻电池涂层的间隔设置封闭段的宽度，在对应涂料段的部分涂布液体，在对应封闭段的部分不涂布液体。
5.根据权利要求4所述的涂布方法，其特征在于，所述的涂珠锁定突起的宽度等于或小于涂料段的宽度。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的方法制备的聚合物薄膜太阳能电池。
7.根据权利要求6所述的聚合物薄膜太阳能电池，其特征在于，所述聚合物薄膜太阳能电池的活性层或空穴层之间的横向距离是1.5-3mm。
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