[發(fā)明專利]一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106229037B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周國富;楊志華;水玲玲;金名亮;李楠
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市國華光電科技有限公司;華南師范大學(xué);深圳市國華光電研究院
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 李先林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)電材料領(lǐng)域，具體是一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜及其制備方法。

背景技術(shù)

透明導(dǎo)電膜(TCF)在可見光范圍內(nèi)的光透過率為70％以上，并且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，表面方阻為1～1000Ω/□，是一種很重要的光電功能薄膜材料，廣泛應(yīng)用于太陽能電池、觸摸屏、平板顯示、有機發(fā)光二極管和有機光伏等光電器件中。隨著光電器件的飛速發(fā)展，我們對透明導(dǎo)電膜的性能有了更高的要求，其中包括生產(chǎn)成本更低、柔性化更強和光電特性更好。目前透明導(dǎo)電膜根據(jù)材料的不同，主要分為：金屬膜、金屬復(fù)合膜、氧化物半導(dǎo)體膜(TCO)、高分子膜及碳納米管膜(CNT)、石墨烯膜(Graphene)、金屬線膜等。

目前，市場上應(yīng)用最廣泛的TCF膜是銦錫氧化物(ITO)膜，ITO具有較好的可見光透光性和較低的表層方阻，這使得它在光電領(lǐng)域得到很大的應(yīng)用。但是，其中稀有金屬銦在地球自然儲量少、價格昂貴、制備工藝復(fù)雜、有毒、彎曲電阻變大等缺陷越來越限制它的廣泛使用。而纖鋅礦結(jié)構(gòu)氧化鋅(ZnO)在室溫條件下的直接光學(xué)能隙為3.37eV，與ITO相比，它具有資源豐富、成本低廉、無毒性、熱穩(wěn)定性高、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良等明顯優(yōu)勢，引起了研究者的廣泛關(guān)注。

然而，氧化鋅是一種寬帶隙的半導(dǎo)體材料，其薄膜表層方阻比較大，甚至高達幾十萬Ω/□，導(dǎo)電性能比較差，一般通過摻雜少量雜質(zhì)如鋁、鎵、鈦、氮、硼等元素來提高氧化鋅薄膜的光電性能。銀是電的良導(dǎo)體，其電阻率低，導(dǎo)電率高，將納米銀線應(yīng)用于導(dǎo)電層將收集的電流導(dǎo)出，與TCO半導(dǎo)體相比可以降低能耗。銀納米線除具有銀優(yōu)良的導(dǎo)電性之外，由于納米級別的尺寸效應(yīng)，還具有優(yōu)異的透光性、耐曲撓性。因此被視為是最有可能替代傳統(tǒng)ITO透明電極的材料，為實現(xiàn)柔性、可彎折LED顯示、觸摸屏等提供了可能，并已有大量的研究將其應(yīng)用于薄膜太陽能電池。

專利申請CN 103700446 A公開了一種銀納米線-氧化鋅復(fù)合型透明電極及制備方法。該專利通過含有氧化鋅的甲醇溶液對銀納米線導(dǎo)電層進行處理，使氧化鋅納米顆粒滲入銀納米線膜表層，它最佳工藝制備的透明電極的方阻為15Ω/□，一定程度上提高了透明電極的導(dǎo)電性，然而在此條件下的光透過率為70％，透光性比較差，復(fù)合型透明電極同時兼具理想的導(dǎo)電性和高透光率的問題依然沒有得到很好的解決。

專利申請CN 103943171 A公開了一種銀納米線和氧化鋅納米線單層透明電極及其制備方法。該專利所述透明電極由銀納米線和氧化鋅納米線通過單層結(jié)構(gòu)混合組裝附著在透明襯底上而構(gòu)成。通過調(diào)節(jié)銀納米線和氧化鋅納米線的投料比來調(diào)控透光性和導(dǎo)電性，并未給出具體的數(shù)據(jù)、圖像來定量分析，故無對比性，實也未能解決透明電極兼具透光性和導(dǎo)電性優(yōu)良的問題。

綜上所述，需要制備出光電特性比較好的柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜材料，應(yīng)用于透明電極等方面，繼而滿足實際生產(chǎn)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜，旨在解決現(xiàn)有氧化鋅基透明導(dǎo)電膜光電特性不夠優(yōu)良的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供該透明導(dǎo)電膜的制備方法。

為達到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜，在基片上有一層氧化鋅薄膜，在所述氧化鋅薄膜上有一層銀納米線。

進一步地，所述氧化鋅薄膜的厚度是70～700nm。

進一步地，所述銀納米線層的厚度是200～1000nm。

進一步地，所述基片是為聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、玻璃、聚丙烯或聚乙烯。

一種制備上述透明導(dǎo)電膜的方法，包括以下步驟：

S1、對基片進行預(yù)處理；

S2、在基片上旋涂一層氧化鋅薄膜；

S3、在氧化鋅薄膜上滴涂銀納米線分散溶液；

S4、干燥處理，即形成柔性復(fù)合透明導(dǎo)電膜。

進一步地，所述銀納米線分散溶液的溶劑為乙醇和/或異丙醇，所述銀納米線分散溶液的濃度為1～10mg/mL。

進一步地，所述銀納米線分散溶液中納米銀線的長度為20～70μm，直徑為150～250nm。

進一步地，所述步驟S1具體為：對基片先用去離子水超聲10～20分鐘，再用無水乙醇超聲10～20分鐘，然后用去離子水洗滌，最后干燥即可待用。

進一步地，所述步驟S2是采用溶膠凝膠法把氧化鋅前驅(qū)體溶液旋涂到基片，并經(jīng)干燥形成氧化鋅薄膜。

進一步地，所述步驟S4具體為：將鋪展完成的透明薄膜基片放置在干燥箱中，于50～70℃下恒溫干燥10～15min，或置于干燥潔凈避免陽光直射處自然晾干。