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旋涂已成为有机薄膜光电器件制备工艺中非常重要的一步,具有工艺简单、制作成本低且薄膜性能优异的特点。旋涂的转速、时间和周围气体对薄膜的扰动等因素都会不同程度地影响薄膜的微观结构,从而影响成膜质量和形貌,进而影响器件的光电转换效率。另外成膜质量和形貌还可能和基片的温度有关,由于旋涂一般在室温下进行,而经过处理的待旋涂溶液的温度一般与室温不同,当溶液滴到基片上时,可能会由温差导致溶液内部结构发生不确定的变化,而对成膜质量和表面形貌构成影响。例如,在制备有机薄膜太阳能电池过程中,旋涂时基片为室温,调节旋涂时的基片温度能否使成膜质量更好,进而对器件性能是否有影响目前尚无报道。如果在成膜过程中对基片加温,是否对成膜质量的提高有帮助?基于以上考虑,本论文设计了一种旋涂工艺中基片光加热及其红外测温装置,用来探索这些问题。首先,通过对北京汇德信科技有限公司的SCx系列,香港迈可诺技术有限公司的MSC-650-xN系列以及美国CHEMAT的KW-4A及KW-4A-x系列等旋涂机进行调研获知,目前市场上的旋涂机均无法对基片及基片上的胶液进行加热。其次,为了不破坏旋涂机原有的结构,采用了非接触式测温和加热装置,其硬件分为测温模块、加热模块、控制模块、输入模块、显示模块五个部分,其中测温模块采用MLX90614ACF红外温度计;加热模块采用带有梯形筒灯罩的AC220v/1000W红外卤素灯;控制器采用STC12C5A60S2单片机。利用LightTools5.1软件对加热灯具的仿真结果表明该灯具的聚光和均匀性较好,辐照度大约1W/cm~2。装置采用了PID(Proportion Integration Differentiation)控温方式,利用MATLAB7.1中的SIMULINK工具箱对PID参数进行了优化。最后,在有机薄膜太阳能电池的制备过程中表明,该装置能在5分钟内将ITO玻璃基片由室温加热到120℃,且控温绝对误差不超过1.5℃,能够满足制备有机薄膜光电器件的需要。