喷墨印刷的方法与流程

本发明是关于一种方法，特别是一种喷墨印刷的方法。

背景技术：

1、由于钙钛矿材料为良好的光电材料，因而被广泛地应用在太阳能电池中。一般来说，在将钙钛矿膜形成于基板上的过程中，会对涂布于基板上的钙钛矿前驱物材料进行加热，以使钙钛矿前驱物材料中的溶剂挥发并使钙钛矿前驱物产生反应而形成钙钛矿膜。

2、传统是将钙钛矿前驱物放置于基板上，使其蒸发干燥后形成钙钛矿晶体，然而，这样的方式会产生很多小颗粒结晶，很难生产单晶，当钙钛矿材料大面积量产时，此种问题会更加地被凸显出来。

3、而钙钛矿的制作方法以目前的分类约可分为下列几种：(1)涂布法、(2)注射涂布法、(3)连续式喷墨法(continuous inkjet；cij)以及(4)控制式喷墨法(drop demandinkjet；dod)四种。

4、其中，涂布法以及注射涂布法由于是直接将钙钛矿前驱物涂布于基板上，这个方式适用于大面积量产的情况，而这种方式制作出来的钙钛矿会衍生出很多小晶矿，导致所形成的钙钛矿膜的质量不佳。

5、而连续式喷墨法从打印头连续喷射墨滴，然后将这些液滴作为印刷液滴引导到基材上，或者引导到收集器以进行再循环和再利用，喷墨印刷制程具可大面积化、可免去金属屏蔽或光罩、高材料使用率，且同一套喷墨印刷设备可用于制造不同的尺寸面板，在大气环境下即可生产，无需昂贵的真空设备，所需材料及设备成本较低是ijp的优势。有别于于传统发光组件的制程技术。

6、然而，上述的钙钛矿制作方式，需要针对基板进行预处理，例如：针对基板进行热退火或增加表面粗糙度，或是需要复杂的温度控制使钙钛矿前驱物的液体被蒸发后产生结晶。

7、但是，这种蒸发产生结晶的方法，会使钙钛矿晶体在成晶的过程中产生咖啡环效应，使钙钛矿晶体的排列无法形成所需的数组方向或数组图案，因而使钙钛矿在应用上受到影响。

8、其中，前述的咖啡环效应是指当一滴咖啡或者茶滴落桌面时，其颗粒物质就会在桌面上留下一个染色的污渍，并且污渍的颜色是不均匀的，边缘部分要比中间更深一些，形成环状斑的现象，其主要形成原因是由于液渍颗粒外形的影响以及流动方向的问题。

9、而造成钙钛矿晶体有咖啡环效应的原因在于成晶时，喷墨打印参数指标的不同所造成，此时的钙钛矿晶体会在基板表面形成中心浅、外圈重的环状咖啡斑，相对的所形成的钙钛矿膜其质量无法提升。

10、为此，如何改良喷墨印刷的方法，使其印刷完成后可获得钙钛矿单晶图案，为本领域技术人员所欲解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一目的，在于提供一种喷墨印刷的方法，其透过第一喷头将钙钛矿前驱物印刷至载体上，再透过抗溶剂(anti-solvent)改变钙钛矿前驱物，使钙钛矿前驱物于载体上形成晶体。

2、针对上述的目的，本发明提供一种喷墨印刷的方法，其利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于一载体上，形成一第一液滴，于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域，其中，该第一液滴具有一第一液滴直径，该第二液滴具有一第二液滴直径，该第一液滴直径大于该第二液滴直径，该混合区域内的第二液滴使该混合区域内的该第一液滴形成过饱和，并析出一晶种于该混合区域内，最后该第二液滴持续与该第一液滴混合，使该混合区域扩大，且该晶种于该混合区域持续析出形成一晶体。

3、本发明提供一实施例，其中于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域步骤中，该混合区域介于该第一液滴的一第一中心点以及该第二液滴的一第二中心点之间

4、本发明提供一实施例，其中于该混合区域内的该第二液滴使该混合区域内的该第一液滴形成过饱和，并析出一晶种于该混合区域内的步骤中，该第一液滴与该第二液滴具有一液滴比，该液滴比介于1:1至3:1之间。

5、本发明提供一实施例，其中于利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该载体为半导体材料。

6、本发明提供一实施例，其中于利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该第一喷头组件包含一第一墨水储存槽以及一第一喷头，该第一喷头连通该第一墨水储存槽。

7、本发明提供一实施例，其中利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该第一墨水包含一钙钛矿前驱盐(precursor)及一溶剂，该溶剂使用二甲基甲酰胺。

8、本发明提供一实施例，其中于于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第一时间介于0.5秒至1.5秒。

9、本发明提供一实施例，其中于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第二喷头组件包含一第二墨水储存槽以及一第二喷头，该第二喷头连通该第二墨水储存槽。

10、本发明提供一实施例，其中于于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第二墨水为一抗溶剂(anti-solvent)，该抗溶剂为乙二醇、异丙醇、甲苯或正己烷。

11、本发明提供一实施例，其中该晶体的尺寸被控制在该混合区域及设置于该载体的位置。

技术特征：

1.一种喷墨印刷的方法，其特征在于，其包含：

2.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域步骤中，该混合区域介于该第一液滴的一第一中心点以及该第二液滴的一第二中心点之间。

3.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于该混合区域内的该第二液滴使该混合区域内的该第一液滴形成过饱和，并析出一晶种于该混合区域内的步骤中，该第一液滴与该第二液滴具有一液滴比，该液滴比介于1:1至3:1之间。

4.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该载体为半导体材料。

5.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该第一喷头组件包含一第一墨水储存槽以及一第一喷头，该第一喷头连通该第一墨水储存槽。

6.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于该载体上，形成一第一液滴的步骤中，该第一墨水包含一钙钛矿前驱盐及一溶剂，该溶剂使用二甲基甲酰胺。

7.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第一时间介于0.5秒至1.5秒。

8.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第二喷头组件包含一第二墨水储存槽以及一第二喷头，该第二喷头连通该第二墨水储存槽。

9.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中于于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域的步骤中，该第二墨水为一抗溶剂，该抗溶剂为乙二醇、异丙醇、甲苯或正己烷。

10.如权利要求1所述的喷墨印刷的方法，其特征在于，其中该晶体的尺寸被控制在该混合区域及设置于该载体的位置。

技术总结
本发明为一种喷墨印刷的方法，其利用一喷墨装置的一第一喷头组件将一第一墨水印刷于一载体上，形成一第一液滴，接着于一第一时间后，使用该喷墨装置的一第二喷头组件于将一第二墨水印刷于该载体上，形成一第二液滴，该第一液滴与该第二液滴重迭形成一混合区域，该混合区域内的该第二液滴使该混合区域内的该第一液滴形成过饱和，并析出一晶种于该混合区域内，最后透过该第二液滴持续与该第一液滴混合，使该混合区域扩大，且该晶种于该混合区域持续析出形成一晶体。

技术研发人员：何志浩,蔡君伟,叶志庭,郑钰堂
受保护的技术使用者：瑞利光有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5