本發(fā)明涉及一種常溫常壓下快速制備光電器件電極的方法。

背景技術(shù)：

在制備光電器件（如光電探測器，LED等）的過程中，電極制備是必不可少的一步。目前制備的方法主要有光刻，蒸鍍，濺射等。其中，光刻法是在工件表面制取精密、微細(xì)和復(fù)雜薄層圖形的化學(xué)加工方法，多應(yīng)用于半導(dǎo)體器件與集成電路的制作。光刻法制備電極分為底模處理、涂膠、前烘、曝光、顯影、堅模、刻蝕、去膠，實驗步驟復(fù)雜、對實驗人員技術(shù)要求高，同時效率低、制作費(fèi)用高。真空蒸鍍法可廣泛用于薄膜電極的制備，蒸鍍法最突出的優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作容易、制成的薄膜純度高，但是蒸鍍法不容易獲得結(jié)晶結(jié)構(gòu)的薄膜，所形成的薄膜在基板上的附著力較小，工藝重復(fù)性不夠好，且操作時間較長。磁控濺射法多應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)制備大面積、高質(zhì)量的薄膜，鍍膜層與基材結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻；但是，靶材的利用率不高，一般低于40%、等離子體不穩(wěn)定、沉積速率低且設(shè)備復(fù)雜，不宜用于制備精細(xì)納米級的電極。

為了克服以上方法的缺陷，3D打印技術(shù)制備電極正慢慢興起。福州大學(xué)的葉蕓等人的專利《一種基于3D打印技術(shù)制備透明電極的方法》（公開號：CN104409171A）公布了一種結(jié)合3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，制備廣泛應(yīng)用于光電器件中透明電極的方法。上海神舟能源發(fā)展有限公司的尹振忠等人的專利《一種利用3D打印制作的太陽能電池電極》（公開號：CN203859120U）公布了一種利用3D打印制作的太陽能電池電極，包括襯底及導(dǎo)電墨水線。但，目前采用的3D打印技術(shù)制備電極都是基于噴墨打印的方法，設(shè)備昂貴，過程較復(fù)雜。

因此，需要一種新的常溫常壓下快速制備光電器件電極的方法以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種常溫常壓下快速制備光電器件電極的方法。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種常溫常壓下快速制備光電器件電極的方法，采用激光3D打印裝置，所述激光3D打印裝置包括激光器、光快門、反射鏡、聚焦物鏡和三維電動位移臺，所述光快門設(shè)置在所述激光器和反射鏡之間，所述聚焦物鏡設(shè)置在所述反射鏡的反射光路上，所述聚焦物鏡直射所述三維電動位移臺，包括以下步驟：

1）、利用超聲清洗機(jī)對所述基片進(jìn)行清洗；

2）、將步驟1）清洗完之后的所述基片進(jìn)行烘干并放入UV O3清洗機(jī)中進(jìn)行進(jìn)一步清洗；

3）、將步驟2）清洗完之后的所述基片放在制膜機(jī)上進(jìn)行制膜，得到樣品；

4）、利用平移臺控制軟件對電極進(jìn)行三維電動位移臺移動路徑和光快門開關(guān)進(jìn)行編輯；

5）、打開激光器，關(guān)閉光快門；

6）、將步驟3)制備得到的樣品放置在三維電動位移臺；

7）、通過控制三維電動位移臺將樣品移動到初始位置；

8）、設(shè)置所述激光器的能量，打開所述光快門，所述激光器發(fā)出的激光經(jīng)過所述光快門被所述反射鏡反射，之后通過所述聚焦物鏡聚焦在所述樣品表面；

8）、根據(jù)步驟4）得到的三維電動位移臺移動路徑和光快門開關(guān)，制作出電極；

9）、利用超聲清洗機(jī)對步驟8）得到的電極進(jìn)行清洗，得到光電器件電極。

更進(jìn)一步的，步驟1）中利用超聲清洗機(jī)對所述基片進(jìn)行清洗包括以下步驟:

步驟1.1：將基片置于燒杯中，并在燒杯中加入清洗溶劑；

步驟1.2：將燒杯置于超聲清洗機(jī)中，并加入水；

步驟1.3：打開超聲清洗機(jī)進(jìn)行超聲清洗。

更進(jìn)一步的，步驟9）中利用超聲清洗機(jī)對步驟8）得到的電極進(jìn)行清洗包括以下步驟：

步驟9.1：將步驟8）制作好的電極樣品置于燒杯中，并在燒杯中加入清洗溶劑；

步驟9.2：將燒杯置于超聲清洗機(jī)中，并加入水；

步驟9.3：打開超聲清洗機(jī)進(jìn)行超聲清洗。

有益效果：本發(fā)明的常溫常壓下快速制備光電器件電極的方法使用的設(shè)備便宜，搭建的光路簡單方便，能在常溫常壓下制備電極，可以選擇不同材料做電極，可以設(shè)計各種電極結(jié)構(gòu)；可以選擇不同的基片，包括柔性的透明的。還可以根據(jù)器件需求，定點定位制作電極，并且無需模板。本發(fā)明的可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以根據(jù)需要改變制膜方法；光路容易更改或加入其它光學(xué)元器件，同時可以實現(xiàn)電極的批量制備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程及裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置具體測試實例中設(shè)計的叉指電極結(jié)構(gòu)。

圖3為本發(fā)明裝置制測試實例中制備出的叉指電極實物圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體測試實例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實施例：

請參閱圖1、圖2和圖3所示，根據(jù)制備流程和裝置進(jìn)行電極的制備。其中，基片3采用石英玻璃片,制膜設(shè)備5采用勻膠機(jī)，激光器6采用405nm連續(xù)激光，聚焦物鏡7倍率為×10，制作電極原材料為Ag納米顆粒溶液，超聲清洗溶劑為丙酮。

具體測試步驟如下：

步驟1：超聲清洗石英玻璃片。具體包括如下步驟：

步驟1.1：將石英玻璃片3置于燒杯2中，并在燒杯2中加入丙酮。

步驟1.2：將燒杯2置于超聲清洗機(jī)1中，并加入適量水。

步驟1.3：打開超聲清洗機(jī)1進(jìn)行超聲清洗，時間為30分鐘。

步驟2：將步驟1清洗完之后的石英玻璃片3烘干并放入UV O3清洗機(jī)4中進(jìn)行進(jìn)一步清洗，時間為15分鐘。

步驟3：將步驟2清洗完之后的石英玻璃片3放在勻膠機(jī)5上旋涂制膜。具體包括如下步驟：

步驟3.1：設(shè)置勻膠機(jī)5參數(shù)，包括轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘，時間60秒。

步驟3.2：將石英玻璃片3放置在勻膠機(jī)轉(zhuǎn)子上，需要制備電極的一面向上。

步驟3.3：打開勻膠機(jī)吸附按鈕，將石英玻璃片3吸附在轉(zhuǎn)子上。

步驟3.4：在石英玻璃片3上滴上Ag納米顆粒溶液。

步驟3.5：打開勻膠機(jī)旋涂按鈕使轉(zhuǎn)子快速旋轉(zhuǎn)制膜。

步驟4：激光燒蝕電極材料進(jìn)行電極制備。具體包括如下步驟：

步驟4.1：電腦上打開平移臺控制軟件，針對圖2所示的叉指電極圖形進(jìn)行平移臺移動路徑和光快門開關(guān)編輯。具體控制程序編輯步驟如下：

步驟4.1.1：打開光快門7(假設(shè)激光光斑位置為1號紅點處)。

步驟4.1.2：平移臺11在豎直方向來回移動一次，移動距離為L，這里設(shè)置為5mm。

步驟4.1.3：平移臺11在水平方向移動距離S，這里設(shè)置為50μm。

步驟4.1.4：重復(fù)4.1.1和4.1.2，這里重復(fù)40次。到這里完成了叉指電極的上半部分設(shè)計，圖中上半部分的豎線只畫了7條示意，實際應(yīng)為40條。此時光斑位置為2號紅點處

步驟4.1.5：關(guān)閉光快門7。

步驟4.1.6：平移臺11在豎直方向移動D。此時光斑在3號紅點處。

步驟4.1.7：平移臺11在水平方向移動距離S/2，方向與步驟4.1.3相反，這里設(shè)置為25μm。

步驟4.1.8：平移臺11在豎直方向來回移動一次，移動距離為L，這里設(shè)置為5mm。

步驟4.1.9：平移臺11在水平方向移動距離S，這里設(shè)置為50μm，方向同步驟4.1.7。

步驟4.1.10：重復(fù)4.1.8和4.1.10，這里重復(fù)40次到這里完成了叉指電極的下半部分設(shè)計，圖中下半部分的豎線只畫了7條示意，實際應(yīng)為40條。此時光斑位置為4號紅點處。

步驟4.1.11：關(guān)閉光快門7。

步驟4.2：將步驟3制備的樣品10放置在三維電動位移臺11上。

步驟4.3：通過電腦控制電動位移臺11，使樣品10移動到想要的初始位置。

步驟4.4：打開激光器6 ，設(shè)置能量，這里設(shè)置80mW。

步驟4.5：激光器經(jīng)過光快門7被反射鏡8反射，之后通過聚焦物鏡聚焦在樣品表面。

步驟4.6：運(yùn)行步驟4.1編制的程序控制平移臺11的移動和光快門7的開與關(guān)，制作出設(shè)計的電極結(jié)構(gòu)。

步驟5：超聲清洗電極。具體包括如下步驟：

步驟5.1：將步驟4制作好的電極樣品置于燒杯2中，并在燒杯2中加入丙酮。

步驟5.2：將燒杯2置于超聲清洗機(jī)1中，并加入適量水。

步驟5.3：打開超聲清洗機(jī)1進(jìn)行超聲清洗，時間為5分鐘。