1. 研究目的与意义（文献综述）

随着全球范围内逐渐涌现的能源危机以及全球变暖等环境问题，寻找更清洁，更可持续的能源成为人类发展的必经之路。太阳能的开发和利用成为科学家的研究重点，光伏产业也越来越需要新的技术革命带动它的发展。

十九世纪六十年代早期，喷墨打印开始发展起来，在其后的几十年间，随着喷墨打印技术的不断发展，为追求更好的打印输出效果，喷墨打印机也朝着分辨率更高、打印速度更快，墨滴控制更加准确的方向转变。喷墨打印技术是一种非接触式的数字成型技术，其通过将计算机存储的图文信息输人到喷墨打印机，再通过特殊的装置，在计算机的控制下，利用喷嘴向承印物表面喷射墨滴，借助电荷效应在承印物的表面直接成像，形成最终的印刷品。如今的喷墨打印技术已经不再局限于纸张上文本或者图形的打印，在有机薄膜晶体管、发光二极管、太阳能电池、存储器设备、传感器和生物制药等领域，喷墨打印技术都有新的应用。用喷墨打印技术来沉积材料，即把具有特定功能的流体打印到不同的基底表面，从而使其具备有特定的功能。现如今，喷墨打印技术已经日臻成熟，优势尽现。非接触的过程使其可以不用考虑基底的成分，打印的结构分辨率很高，打印过程避免了材料的浪费并减少了工艺步骤，运行成本较低等。

本次毕业设计题目为低成本喷墨打印技术制备金属电极，旨在对喷墨打印机进行改造，使其具有特定的功能，利用喷墨打印技术的方法，能够制备出各种结构的金属电极。 喷墨打印技术具有材料利用率高、快速、非接触、可在柔性材料上加工等优点，已被用于太阳能电池、聚合物电致发光二极管、聚合物薄膜晶体管、可穿戴传感器等领域。本次毕业设计通过打印各种结构的金属电极，从而能够极大地降低了成本，为利用喷墨打印技术制备光伏器件，可穿戴传感器等的开发打下基础。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计的基本内容就是利用喷墨打印技术制备出金属电极。在完成本次毕业设计的过程中，首先需要制备打印墨水，根据打印机的要求与实验的需求完成金属导电墨水的制备与性能研究；然后对实验用打印机进行改造以及控制墨滴的状态，调整喷嘴与基底薄膜的间隙；准备工作完成后，可以用喷墨打印机对基底材料进行打印；打印完成后，需要对涂层进行烧结、干燥等处理；最后，对打印出来的金属电极进行性能分析，完成设计论文。

本次设计的基本目标即是低成本喷墨打印技术制备金属电极，旨在利用喷墨打印技术的原理，将金属导电墨水按设定的程序高速通过细小的喷嘴，直接喷射到基材表面的特定位置形成图形。并经过一系列的处理最终使得此结构具备金属电极的各种属性，从而能够极大地降低成本，为制备各种电子器件奠定基础。

不同的电子器件对于金属电极结构有不同的要求，本次设计以制备硅光电池的金属电极为例，在光敏面上制作输出电极，为减少硅光电池的内电阻以及较少遮光面积，其输出电极通常做成梳齿状或者“e”形电极。通过计算机对电极图案的绘制，加入导电墨水至墨水腔，并经过一系列的后续的干燥等操作，从而将金属电极打印出来。通过性能检测制备出来的金属电极是否满足实验的要求。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需喷墨打印技术的基本原理。确定方案，完成开题报告。

第4－8周：完成一篇不少于5000字英文文献翻译，进一步理解喷墨打印和电极制备的原理和特点，改造喷墨打印机。

第9－13周：完成金喷墨打印技术制备多款金属电极，并分析其特性。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 杨雷,程涛,曾文进,赖文勇,黄维.导电聚合物薄膜的喷墨打印制备及其光电器件[j].化学进展,2015,27(11):1615-1627.

[2] 张敏,张治,卢刚,何凤琴,杨振英.高效异质结电池金属化技术发展现状及趋势[j].材料导报,2017,31(s1):201-204.

[3] 张磊,朱云龙,程晓鼎,王驰远.喷墨打印硅基太阳电池栅极金属化工艺研究[j].太阳能学报,2017,38(01):212-217.