[發明專利]一種金屬納米線柔性透明導電薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201310520795.4
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103594195A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 郭曉陽;劉星元
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01L51/48;B82Y40/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及透明導電薄膜材料技術領域，具體涉及一種金屬納米線柔性透明導電薄膜的制備方法。

背景技術

透明導電薄膜是一種重要的光電功能薄膜，被廣泛的應用于液晶顯示、有機發光二極管、觸摸屏、薄膜太陽能電池等光電器件中。隨著性能的提高及其在低成本、柔性化及輕量化等方面的快速發展，光電器件對透明導電薄膜的性能也提出了更高的要求。目前最常用并已經商品化的透明導電薄膜是銦錫氧化物（ITO）薄膜，該薄膜具有較高的可見光透過率和較低的電阻率，常被用在有機太陽能電池和有機發光二極管等光電器件中作為透明電極。然而傳統的ITO薄膜不能滿足未來光電器件低成本柔性化的需求。這主要是由于ITO薄膜較脆，在受力彎曲時面電阻會急劇增大，這就影響了其在柔性器件中的應用；另外，由于銦元素稀缺，使得ITO的制備成本逐年增加。因此，發展無銦低成本且耐彎曲的柔性透明導電薄膜將為未來光電器件的發展起到有益的促進作用。

目前報道的新型透明導電薄膜主要有導電聚合物、碳納米管、石墨烯、金屬納米線等，其中金屬納米線透明導電薄膜具有較高的透過率和較低的面電阻，目前最好的金屬納米線透明導電薄膜可以在實現89%的透過率的同時獲得20Ω/□的面電阻（Nano?Res.2010,3,564）。然而基于柔性基底的金屬納米線透明導電薄膜也存在著表面粗糙度大、附著力低以及環境穩定性差等明顯的缺點，嚴重限制了其在光電器件中的應用。因此開發表面形貌好、附著力及穩定性高的金屬納米線柔性透明導電薄膜具有重要的應用價值，將明顯改善基于柔性金屬納米線電極的光電器件的性能，并推動這類透明導電薄膜在其他領域的應用及其產業化發展。

發明內容

本發明提供一種金屬納米線柔性透明導電薄膜的制備方法。

本發明的金屬納米線柔性透明導電薄膜的制備方法的技術方案具體如下：

一種金屬納米線柔性透明導電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

配制金屬納米線溶液，采用溶液加工方法在剛性平面基板上制備一層金屬納米線透明導電薄膜；

然后采用溶液加工方法在金屬納米線薄膜上制備一層透明柔性基底；

最后將表面帶有金屬納米線的柔性基底從平面基板上剝離下來形成金屬納米線柔性透明導電薄膜。

在上述技術方案中，所述金屬納米線溶液為Ag、Au或者Cu材料的金屬納米線（NW）分散液。

在上述技術方案中，溶液濃度為0.1-6mg/ml。

在上述技術方案中，所述金屬納米線的直徑為30-200nm，長度為5-30μm。

在上述技術方案中，所述金屬納米線透明導電薄膜厚度為30-300nm。

在上述技術方案中，所述透明柔性基底為可溶液加工的塑料。

在上述技術方案中，所述透明柔性基底為聚酰亞胺（PI）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）或者聚丙烯腈（PAN）。

在上述技術方案中，所述透明柔性基底的厚度為5-500um。

在上述技術方案中，所述溶液加工方法為旋涂、滴涂、刮涂、印刷或噴涂中的任意一種。

在上述技術方案中，所述剛性平面基板為玻璃、石英或半導體。

本發明的金屬納米線柔性透明導電薄膜具有以下有益效果：

本發明的金屬納米線柔性透明導電薄膜具有良好導電性和可見光透過率。與傳統方法制備的金屬納米線柔性透明導電薄膜相比，本發明的金屬納米線柔性透明導電薄膜具有表面平整度高、附著力好等優點，有效地解決了金屬納米線透明導電薄膜的表面粗糙度大及附著力差的問題。本發明的柔性透明導電薄膜具有在薄膜太陽能電池及有機發光二極管等光電器件領域應用的潛質。

附圖說明

圖1是金屬納米線柔性透明導電薄膜的工藝結構示意圖。

圖2是對比例Ⅰ（a）和實施例2（b）的原子力顯微鏡高度圖。

圖3是實施例1、2、3、4的透過率譜圖。其中實施例1、2、3、4分別為濃度為1mg/ml(曲線1）、2mg/ml(曲線2）、4mg/ml(曲線3）、6mg/ml(曲線4）的AgNW制備的金屬納米線柔性透明導電薄膜。