[發明專利]一種銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法

有效

• 申請號: 201711163610.3
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN109817381B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 劉洪亮;江雷;張錫奇
• 申請（專利權）人: 北京賽特超潤界面科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B5/14;H01L31/18;H01L31/0224;H01L29/40;H01L29/786;H01L33/42
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

本發明涉及一種銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法。本發明公開了這類柔性透明電極的制備方法，通過離子液體凝膠保護層，提高電極的抗氧化性。本發明提供的銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極包括商品化的聚合物柔性透明基底，中間層的銅網格以及外層的離子液體凝膠，其具有成本低、透光性好、長效穩定的特點，而且透明柔性電極的電阻可調，該透明電極尤其適用于制備可穿戴電子設備、柔性顯示屏、太陽能電池、薄膜晶體管、OLED面板。

技術領域

本發明屬于電子器件制備與應用領域，涉及一種銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法。

背景技術

柔性透明電極作為光電子器件中的重要組成部分，如可穿戴電子設備、柔性顯示屏、太陽能電池、薄膜晶體管、有機電致發光面板等，正面臨巨大的機遇與挑戰。目前，柔性透明電極主要是在透明有機聚合物基底上，采用溶膠-凝膠法、化學氣相沉積、真空蒸發沉積、濺射沉積、脈沖激光沉積等制備導電薄膜(Nat.Nanotechnol.2013,8,421-425；Adv.Mater.2014,26,3618-3623；Adv.Mater.2014,26,5808-5814；Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,13477-13482)。在透明電極市場中占主導的導電薄膜是氧化銦錫(ITO)，由于ITO自身剛脆特性，以及銦資源匱乏、制作過程成本高等限制，已經不能滿足新型柔性電子器件的要求。近年來，碳納米管、石墨烯、以及金屬納米材料(包括銀、銅)等相繼被用來替代ITO制備柔性透明電極材料。其中，在大規模制備低成本、高質量、分散均勻的碳納米管導電薄膜還面臨巨大挑戰，而高質量石墨烯的高成本以及參差不齊的導電性能也限制了石墨烯材料在柔性透明電極領域的應用(Chem.Rev.2016,116,13413-13453；Adv.Mater.2016,28,9491-9497)。相比于碳基電極材料，金屬納米材料透明電極具有優異的導電性能和光學特性，而且可通過低成本的溶液法制得，得到了研究機構和工業界的廣泛關注。然而，銀納米材料價格高，容易被硫化而降低導電性(Nat.Commun.2016,11402)。而銅的導電性能與銀接近，但儲量是銀的1000多倍，價格也只有銀的百分之一，具有更廣闊的應用前景。類似于銀納米材料的硫化，銅納米材料也容易發生氧化(Nano Res.2016,9,2138-2148)。因此尋求一種簡便、經濟的方法來提高銅納米材料柔性透明電極的抗氧化能力，既能解決資源匱乏、工藝成本高的難題，又能滿足長期使用的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法。該方法具有成本低、透光性好、長效穩定、電阻可調的特點。

本發明中還提供了一種銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極，該柔性電極由本發明的銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法制備而成，由柔性透明基底、銅網格、透明離子液體凝膠共同構成；本發明的柔性電極通過噴墨打印方法，制備柔性電極中間層的銅網格；通過離子液體凝膠保護層，提高電極的抗氧化性。

本發明的銅網格復合離子液體凝膠柔性透明電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備銀納米顆粒分散液；

(2)制備柔性透明基底表面的銀納米顆粒網格：

將步驟(1)制備的銀納米顆粒分散液在柔性透明基底表面制備銀納米顆粒網格；通過改變銀納米顆粒網格大小，調節柔性透明電極的電阻；

(3)制備柔性電極中間層的銅網格：

通過步驟(2)制備的銀納米顆粒網格催化銅的化學沉積，形成銅網絡結構。通過改變銅化學沉積的溶液濃度和反應時間，調節柔性透明電極的電阻；

(4)制備柔性電極外層的離子液體凝膠保護層：