卷对卷制备大面积微纳米结构发电机薄膜的方法

摘要

本发明为一种卷对卷制备大面积微纳米结构发电机薄膜的方法，解决了现有制备微纳米结构发电机薄膜的方法存在工艺复杂、产品面积受尺寸限制等问题。该方法首先将碳纳米管和压电颗粒按比例混入到液态PDMS制成可塑性聚合物，然后将可塑性聚合物放置于压印装置内并依次通过初步成型、压印、固化定型步骤在可塑性聚合物上压印得到微纳凹凸结构，最后对可塑性聚合物溅射电极即制备得到了微纳米结构发电机薄膜。本发明方法工艺简单、成本低、可重复性好，可实现快速、批量制作出大面积、厚度和成分均匀的柔性薄膜材料。本发明为实现微能源的集成化、规模化、商业化，对于新能源开发、可再生能源重复利用奠定了基础。

主权项

一种卷对卷制备大面积微纳米结构发电机薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）制备装置的准备：制备装置包括传送皮带（1），传送皮带（1）的下方依次安装有第一加热器（2）、支撑辊（3）和第二加热器（4），传送皮带（1）上方正对支撑辊（3）的位置安装有压印辊（5），压印辊（5）表面设有规则的微纳凹凸结构（9）；2）可塑性聚合物的准备：取碳纳米管和压电颗粒按质量比为1:10～1:14混合均匀，然后将混合颗粒放入酒精中超声处理15～20min、再放入干燥箱内干燥1.5～2.0h，接着将干燥后的混合颗粒添加到液态PDMS中搅拌均匀并抽真空去除气泡，混合颗粒和液态PDMS按质量比为1：6～1:8混合，最后即得到可塑性聚合物（6）；3）可塑性聚合物压印薄膜的制备：首先，将步骤2）中得到的可塑性聚合物（6）涂置于平面基板（7）上，将平面基板（7）放置于第一加热器（2）上方的传送皮带（1）上，第一加热器（2）对平面基板（7）上的可塑性聚合物（6）进行初步成型，第一加热器（2）的加热温度为60～65℃、初步成型时间为50～60min；然后，令平面基板（7）通过压印辊（5），平面基板（7）上初步成型的可塑性聚合物（6）被压印辊（5）压印上规则的微纳凹凸结构（9）；接着，将平面基板（7）通过传送皮带（1）传送到第二加热器（4）上方，第二加热器（4）对平面基板（7）上压印有微纳凹凸结构（9）的可塑性聚合物（6）进行固化定型，第二加热器（4）的加热温度为75～80℃、固化定型时间为35～45min；最后，脱掉平面基板（7）后便得到了可塑性聚合物压印薄膜；4）给可塑性聚合物压印薄膜加电极：在可塑性聚合物压印薄膜没有压印上微纳凹凸结构（9）的一面进行表面溅射，溅射一层导电金属作为电极（8），最后即得到了所述的大面积微纳米结构发电机薄膜。