一种石墨烯导电膜加工装置与加工方法与流程

本发明涉及石墨烯领域，更具体的说是一种石墨烯导电膜加工装置与加工方法。

背景技术：

专利号为cn201910609374.6公开的一种采用石墨烯导电膜制备柔性太阳电池前电极的方法，该发明公开了一种采用石墨烯导电膜制备柔性太阳电池前电极的方法，包括：步骤一：选取一pen薄膜基材待用；步骤二：对pen薄膜基材进行清洗，利用红外线干燥箱干燥；步骤三：选取一石墨烯导电膜；步骤四：将石墨烯导电膜浸没在二硫酸铵溶液中充分反应，得到分离后待用的石墨烯膜；步骤五：将pen薄膜基材插入至分离器皿中，以制得pen基石墨烯复合导电膜；步骤六：采用pen基石墨烯复合导电膜，分别与柔性太阳电池芯片进行叠合放置，以制得柔性太阳电池前电极模组；步骤七：将柔性太阳电池前电极模组进行预热压固定；步骤八：将步骤七中的柔性太阳电池前电极模组分装成型，以制得柔性太阳电池前电极；采用本发明的方法，大大提高了前电极的透光度、拉伸强度与导电能力。但是该发明不能对石墨烯施加不同的力度从而制作不同厚度的石墨烯导电膜。

技术实现要素：

本发明提供一种石墨烯导电膜加工装置，其有益效果为本发明可以对石墨烯施加不同的力度从而制作不同厚度的石墨烯导电膜。

本发明涉及石墨烯领域，更具体的说是一种石墨烯导电膜加工装置，包括平板、弧形凸块、门形架、圆槽盒、竖轴、手旋板和涂覆杆，本发明可以对石墨烯施加不同的力度从而制作不同厚度的石墨烯导电膜。

所述平板上前后设置有两个弧形凸块，圆槽盒放置在平板上的两个弧形凸块之间，门形架固定连接在两个弧形凸块的上侧之间，竖轴转动连接在门形架的中部，竖轴竖直设置，竖轴与门形架滑动连接，竖轴的上端固定连接有手旋板，竖轴的下端固定连接有涂覆杆，涂覆杆位于圆槽盒内。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括螺母，竖轴的下部设置有螺纹，竖轴的下部通过螺纹连接有螺母，螺母与门形架之间的竖轴上套接有压缩弹簧i。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括漏斗、圆形通孔、横移柱和固定套，门形架的上侧设置有漏斗，门形架上固定连接有固定套，横移柱横向滑动连接在固定套上，横移柱上从左至有设置有多个圆形通孔，横移柱位于漏斗的下侧，漏斗位于圆槽盒的上方。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括料箱、超声波发射器和出液管，平板的左侧固定连接有料箱，料箱内设置有超声波发射器，料箱的右侧下部设置有出液管，出液管上设置有阀门，出液管的出口端位于圆槽盒的上方。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括梯形滑轨、电动推杆、升降块、等臂杆、左竖柱、左侧柱、左磨板、右磨板、右侧柱和右竖柱，料箱的前侧设置有梯形滑轨，梯形滑轨的左右两端分别滑动连接有左竖柱和右竖柱，竖柱的上端连接有左侧柱，右竖柱的上端连接有右侧柱，左侧柱上设置有多个左磨板，右侧柱上设置有多个右磨板，多个右磨板分别位于多个左磨板的前侧，料箱的前侧下部固定连接有电动推杆，电动推杆的上端固定连接有升降块，升降块的左右两端均铰接连接有等臂杆，两个等臂杆的另一端分别铰接连接在左竖柱和右竖柱上。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括凸座和弹簧杆，右侧柱在前后方向上滑动连接在右竖柱的上部，右侧柱的上侧固定连接有凸座，凸座上固定连接有弹簧杆，弹簧杆在前后方向上滑动连接在右竖柱的上部，凸座与右竖柱之间的弹簧杆上套接有压缩弹簧ii。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括拨动杆、电机架、电机和短柱，弹簧杆的前端固定连接有短柱，右竖柱的上部固定连接有电机架，电机架上固定连接有电机，电机的输出轴上固定连接有拨动杆，拨动杆逆时针转动一圈向后拨动短柱一次。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括加热盒、盒盖、抽气管、电热丝和进气管，平板的右侧固定连接有加热盒，加热盒内设置有电热丝，加热盒的前后两侧分别设置有进气管和抽气管，加热盒的上侧设置有盒盖。

所述石墨烯导电膜加工装置还包括喷气头、进气接头、支撑柱、短轴和圆片，平板的上侧前后设置有两个支撑柱，喷气头的前后两侧均固定连接有短轴，两个短轴分别转动连接在两个支撑柱的上部，位于前端的短轴上设置有圆片，喷气头上设置有进气接头，喷气头的左侧设置有多个喷气孔。

一种石墨烯导电膜加工装置加工石墨烯导电膜的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：先将石墨放入料箱内，再向料箱内加入浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾将石墨氧化成氧化石墨，然后经超声波发射器超声处理一段时间之后，形成单层或数层氧化石墨烯，形成石墨烯溶液；

步骤二：石墨烯涂覆溶液通过出液管进入圆槽盒，定量的向圆槽盒内加入铜粉，旋动手旋板带动竖轴和涂覆杆以竖轴的轴线为轴转动，将石墨烯涂覆溶液和铜粉涂覆在圆槽盒上；

步骤三：在进气接头通入空气，空气从多个喷气孔喷出，喷在圆槽盒上的涂覆好的石墨烯溶液上，将石墨烯溶液迅速风干；

步骤四：将圆槽盒放入加热盒内，使得电热丝对加热盒内部进行加热，圆槽盒上的石墨烯溶液在炉内产生等离子体，随后通过进气管向加热盒内通过甲烷，并从抽气管将加热盒内空气抽出，甲烷和等离子体完成碳源反应后即得石墨烯透明导电薄膜。

本发明一种石墨烯导电膜加工装置的有益效果为：

本发明一种石墨烯导电膜加工装置，本发明可以对石墨烯施加不同的力度从而制作不同厚度的石墨烯导电膜。将石墨烯涂覆溶液倒在圆槽盒上，旋动手旋板带动竖轴和涂覆杆以竖轴的轴线为轴转动，将石墨烯涂覆溶液涂覆在圆槽盒上，可以通过按压手旋板的方式调节涂覆杆压在圆槽盒上的力度，力度越大，涂覆出的石墨烯越薄；两个弧形凸块对圆槽盒进行限位，防止圆槽盒随意移动。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种石墨烯导电膜加工装置的整体结构示意图一；

图2为本发明一种石墨烯导电膜加工装置的整体结构示意图二；

图3为料箱的结构示意图；

图4为升降块的结构示意图一；

图5为升降块的结构示意图二；

图6为平板和竖轴的结构示意图一；

图7为平板和竖轴的结构示意图二；

图8为加热盒的结构示意图；

图9为喷气头的结构示意图。

图中：料箱1；超声波发射器101；梯形滑轨102；电动推杆103；出液管104；升降块2；等臂杆201；左竖柱202；左侧柱203；左磨板204；右磨板205；右侧柱206；凸座207；弹簧杆208；拨动杆209；电机架210；电机211；右竖柱212；短柱213；平板3；弧形凸块301；门形架302；漏斗303；圆形通孔304；横移柱305；固定套306；圆槽盒307；竖轴4；手旋板401；涂覆杆402；螺母403；加热盒5；盒盖501；抽气管502；电热丝503；进气管504；喷气头6；进气接头601；支撑柱602；短轴603；圆片604。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

具体实施方式一：

下面结合图1-9说明本实施方式，本发明涉及石墨烯领域，更具体的说是一种石墨烯导电膜加工装置，包括平板3、弧形凸块301、门形架302、圆槽盒307、竖轴4、手旋板401和涂覆杆402，本发明可以对石墨烯施加不同的力度从而制作不同厚度的石墨烯导电膜。

所述平板3上前后设置有两个弧形凸块301，圆槽盒307放置在平板3上的两个弧形凸块301之间，门形架302固定连接在两个弧形凸块301的上侧之间，竖轴4转动连接在门形架302的中部，竖轴4竖直设置，竖轴4与门形架302滑动连接，竖轴4的上端固定连接有手旋板401，竖轴4的下端固定连接有涂覆杆402，涂覆杆402位于圆槽盒307内。将石墨烯涂覆溶液倒在圆槽盒307上，旋动手旋板401带动竖轴4和涂覆杆402以竖轴4的轴线为轴转动，将石墨烯涂覆溶液涂覆在圆槽盒307上，可以通过按压手旋板401的方式调节涂覆杆402压在圆槽盒307上的力度，力度越大，涂覆出的石墨烯越薄；两个弧形凸块301对圆槽盒307进行限位，防止圆槽盒307随意移动。

具体实施方式二：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括螺母403，竖轴4的下部设置有螺纹，竖轴4的下部通过螺纹连接有螺母403，螺母403与门形架302之间的竖轴4上套接有压缩弹簧i。压缩弹簧i给予螺母403和竖轴4向下的力，使得涂覆杆402压在圆槽盒307上，通过旋动螺母403上下移动的方式可以调节涂覆杆402压在圆槽盒307上的力度，进而控制涂覆出的石墨烯导电膜的薄厚程度。

具体实施方式三：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括漏斗303、圆形通孔304、横移柱305和固定套306，门形架302的上侧设置有漏斗303，门形架302上固定连接有固定套306，横移柱305横向滑动连接在固定套306上，横移柱305上从左至有设置有多个圆形通孔304，横移柱305位于漏斗303的下侧，漏斗303位于圆槽盒307的上方。漏斗303内用来加入铜粉，横移柱305可以在固定套306上左右滑动，当横移柱305上的圆形通孔304对准漏斗303的下部开口处时，铜粉落入圆槽盒307内，将铜粉和石墨烯溶液涂覆在一起制成导电膜。通过移动横移柱305这种添加铜粉的方式每次铜粉只下落一点，可以定量的向圆槽盒307内加入铜粉，避免加入铜粉过多。

具体实施方式四：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括料箱1、超声波发射器101和出液管104，平板3的左侧固定连接有料箱1，料箱1内设置有超声波发射器101，料箱1的右侧下部设置有出液管104，出液管104上设置有阀门，出液管104的出口端位于圆槽盒307的上方。先将石墨放入料箱1内，再向料箱1内加入浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能团，从而加大了石墨层间距，然后经超声波发射器101超声处理一段时间之后，形成单层或数层氧化石墨烯，形成石墨烯溶液。石墨烯涂覆溶液通过出液管104进入圆槽盒307。

具体实施方式五：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括梯形滑轨102、电动推杆103、升降块2、等臂杆201、左竖柱202、左侧柱203、左磨板204、右磨板205、右侧柱206和右竖柱212，料箱1的前侧设置有梯形滑轨102，梯形滑轨102的左右两端分别滑动连接有左竖柱202和右竖柱212，竖柱202的上端连接有左侧柱203，右竖柱212的上端连接有右侧柱206，左侧柱203上设置有多个左磨板204，右侧柱206上设置有多个右磨板205，多个右磨板205分别位于多个左磨板204的前侧，料箱1的前侧下部固定连接有电动推杆103，电动推杆103的上端固定连接有升降块2，升降块2的左右两端均铰接连接有等臂杆201，两个等臂杆201的另一端分别铰接连接在左竖柱202和右竖柱212上。电动推杆103伸缩时可以带动升降块2升降，升降块2升降后通过两个等臂杆201分别带动左竖柱202和右竖柱212相互靠近或者远离，进而带动左侧柱203和右侧柱206相互靠近或者远离，进而带动多个左磨板204和多个右磨板205相互靠近或者远离，对应的左磨板204和右磨板205之间相互摩擦，将料箱1内的数层氧化石墨烯进一步磨成单层石墨烯，提高溶液中单层石墨烯的含量，提高石墨烯溶液品质。

具体实施方式六：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括凸座207和弹簧杆208，右侧柱206在前后方向上滑动连接在右竖柱212的上部，右侧柱206的上侧固定连接有凸座207，凸座207上固定连接有弹簧杆208，弹簧杆208在前后方向上滑动连接在右竖柱212的上部，凸座207与右竖柱212之间的弹簧杆208上套接有压缩弹簧ii。压缩弹簧ii给予右侧柱206和多个右磨板205向后的力，使得多个右磨板205压在左磨板204上，左磨板204和右磨板205之间不断摩擦，将料箱1内的数层氧化石墨烯进一步磨成单层石墨烯，提高溶液中单层石墨烯的含量；并且使得左磨板204和右磨板205之间的间距可以变化。

具体实施方式七：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括拨动杆209、电机架210、电机211和短柱213，弹簧杆208的前端固定连接有短柱213，右竖柱212的上部固定连接有电机架210，电机架210上固定连接有电机211，电机211的输出轴上固定连接有拨动杆209，拨动杆209逆时针转动一圈向后拨动短柱213一次。拨动杆209逆时针转动一圈向后拨动短柱213一次，进而带动右侧柱206和多个右磨板205向后移动，随后由于压缩弹簧ii的作用，多个右磨板205迅速回弹，分别砸在多个左磨板204上，方便将石墨烯溶液中的大块石墨砸碎，并且还起到了搅拌溶液使得溶液更加均匀的效果。

具体实施方式八：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括加热盒5、盒盖501、抽气管502、电热丝503和进气管504，平板3的右侧固定连接有加热盒5，加热盒5内设置有电热丝503，加热盒5的前后两侧分别设置有进气管504和抽气管502，加热盒5的上侧设置有盒盖501。圆槽盒307上的石墨烯溶液涂覆完毕后，等待石墨烯溶液风干，然后将圆槽盒307放入加热盒5内，使得电热丝503对加热盒5内部进行加热，圆槽盒307上的石墨烯溶液在炉内产生等离子体，随后通过进气管504向加热盒5内通过甲烷，并从抽气管502将加热盒5内空气抽出，甲烷和等离子体完成碳源反应后即得石墨烯透明导电薄膜。

具体实施方式九：

下面结合图1-9说明本实施方式，所述石墨烯导电膜加工装置还包括喷气头6、进气接头601、支撑柱602、短轴603和圆片604，平板3的上侧前后设置有两个支撑柱602，喷气头6的前后两侧均固定连接有短轴603，两个短轴603分别转动连接在两个支撑柱602的上部，位于前端的短轴603上设置有圆片604，喷气头6上设置有进气接头601，喷气头6的左侧设置有多个喷气孔。喷气头6可以通过短轴603在两个支撑柱602之间转动，调节多个喷气孔的喷气方向，通过圆片604方便控制短轴603和喷气头6转动，在进气接头601通入空气，空气从多个喷气孔喷出，喷在圆槽盒307上的涂覆好的石墨烯溶液上，将石墨烯溶液迅速风干。

一种石墨烯导电膜加工装置加工石墨烯导电膜的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：先将石墨放入料箱1内，再向料箱1内加入浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾将石墨氧化成氧化石墨，然后经超声波发射器101超声处理一段时间之后，形成单层或数层氧化石墨烯，形成石墨烯溶液；

步骤二：石墨烯涂覆溶液通过出液管104进入圆槽盒307，定量的向圆槽盒307内加入铜粉，旋动手旋板401带动竖轴4和涂覆杆402以竖轴4的轴线为轴转动，将石墨烯涂覆溶液和铜粉涂覆在圆槽盒307上；

步骤三：在进气接头601通入空气，空气从多个喷气孔喷出，喷在圆槽盒307上的涂覆好的石墨烯溶液上，将石墨烯溶液迅速风干；

步骤四：将圆槽盒307放入加热盒5内，使得电热丝503对加热盒5内部进行加热，圆槽盒307上的石墨烯溶液在炉内产生等离子体，随后通过进气管504向加热盒5内通过甲烷，并从抽气管502将加热盒5内空气抽出，甲烷和等离子体完成碳源反应后即得石墨烯透明导电薄膜。

本发明的工作原理：将石墨烯涂覆溶液倒在圆槽盒307上，旋动手旋板401带动竖轴4和涂覆杆402以竖轴4的轴线为轴转动，将石墨烯涂覆溶液涂覆在圆槽盒307上，可以通过按压手旋板401的方式调节涂覆杆402压在圆槽盒307上的力度，力度越大，涂覆出的石墨烯越薄；两个弧形凸块301对圆槽盒307进行限位，防止圆槽盒307随意移动。压缩弹簧i给予螺母403和竖轴4向下的力，使得涂覆杆402压在圆槽盒307上，通过旋动螺母403上下移动的方式可以调节涂覆杆402压在圆槽盒307上的力度，进而控制涂覆出的石墨烯导电膜的薄厚程度。漏斗303内用来加入铜粉，横移柱305可以在固定套306上左右滑动，当横移柱305上的圆形通孔304对准漏斗303的下部开口处时，铜粉落入圆槽盒307内，将铜粉和石墨烯溶液涂覆在一起制成导电膜。通过移动横移柱305这种添加铜粉的方式每次铜粉只下落一点，可以定量的向圆槽盒307内加入铜粉，避免加入铜粉过多。先将石墨放入料箱1内，再向料箱1内加入浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能团，从而加大了石墨层间距，然后经超声波发射器101超声处理一段时间之后，形成单层或数层氧化石墨烯，形成石墨烯溶液。石墨烯涂覆溶液通过出液管104进入圆槽盒307。电动推杆103伸缩时可以带动升降块2升降，升降块2升降后通过两个等臂杆201分别带动左竖柱202和右竖柱212相互靠近或者远离，进而带动左侧柱203和右侧柱206相互靠近或者远离，进而带动多个左磨板204和多个右磨板205相互靠近或者远离，对应的左磨板204和右磨板205之间相互摩擦，将料箱1内的数层氧化石墨烯进一步磨成单层石墨烯，提高溶液中单层石墨烯的含量，提高石墨烯溶液品质。压缩弹簧ii给予右侧柱206和多个右磨板205向后的力，使得多个右磨板205压在左磨板204上，左磨板204和右磨板205之间不断摩擦，将料箱1内的数层氧化石墨烯进一步磨成单层石墨烯，提高溶液中单层石墨烯的含量；并且使得左磨板204和右磨板205之间的间距可以变化。拨动杆209逆时针转动一圈向后拨动短柱213一次，进而带动右侧柱206和多个右磨板205向后移动，随后由于压缩弹簧ii的作用，多个右磨板205迅速回弹，分别砸在多个左磨板204上，方便将石墨烯溶液中的大块石墨砸碎，并且还起到了搅拌溶液使得溶液更加均匀的效果。圆槽盒307上的石墨烯溶液涂覆完毕后，等待石墨烯溶液风干，然后将圆槽盒307放入加热盒5内，使得电热丝503对加热盒5内部进行加热，圆槽盒307上的石墨烯溶液在炉内产生等离子体，随后通过进气管504向加热盒5内通过甲烷，并从抽气管502将加热盒5内空气抽出，甲烷和等离子体完成碳源反应后即得石墨烯透明导电薄膜。喷气头6可以通过短轴603在两个支撑柱602之间转动，调节多个喷气孔的喷气方向，通过圆片604方便控制短轴603和喷气头6转动，在进气接头601通入空气，空气从多个喷气孔喷出，喷在圆槽盒307上的涂覆好的石墨烯溶液上，将石墨烯溶液迅速风干。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。