[發明專利]一種基于PET/銀納米線/氧化鋅鎂/氧化鋅鎂納米陣列的納米發電機

在審

• 申請號: 201811313390.2
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109585642A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 余璇;陳立橋;龍運前;冷哲;張揮球;胡金飛
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: H01L41/08
• 分類號: H01L41/08;H01L41/113;H01L41/27;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

1.一種基于PET/銀納米線/氧化鋅鎂/氧化鋅鎂納米陣列的納米發電機，它包括一柔性PET，其特征在于所述的柔性PET上自下而上依次制備有：

1）銀納米線導電薄膜層，并構成由柔性PET/銀納米線導電層薄膜層復合的底電極；

2）在所述柔性PET/銀納米線導電層薄膜層之上制備氧化鋅鎂薄膜層；

3）在所述氧化鋅鎂薄膜層之上制備氧化鋅鎂納米陣列，獲得柔性的氧化鋅鎂納米柱陣列；

4）在所述氧化鋅鎂納米柱陣列之上制備活性層、空穴傳輸層；

5）在上述活性層、空穴傳輸層上制備金頂電極層；

6）在底電極和金頂電極層兩個金屬電極之間用銅線連接，通過導電漿料將銅絲焊接，采用環氧樹脂封裝焊接處，封裝后連接至載體，即完成基于納米結構薄膜電極的納米發電機。

2.根據權利要求1所述的基于PET/銀納米線/氧化鋅鎂/氧化鋅鎂納米陣列的納米發電機，其特征在于：

所述銀納米線的平均長度為3-200微米，銀納米線平均直徑為20-200納米，銀納米線薄膜平均厚度是200-2000nm，銀納米線薄膜的方塊電阻為20-300Ω/Sq；

所述氧化鋅鎂薄膜厚度是15-300nm，上述銀納米線/氧化鋅鎂薄膜的方塊電阻低于30歐姆Ω/Sq；

所述氧化鋅鎂納米柱高度范圍在500nm-6000nm，氧化鋅鎂納米柱直徑為50-200 nm，氧化鋅鎂納米陣列間距為50-100nm；

所述活性層、空穴傳輸層的厚度是10-150nm；

所述金頂電極層厚度范圍為30-100nm；

所述銅線采用導電漿料焊接至電極，導電漿料包括導電硅膠，導電碳膠，導電銀漿，導電漿料焊接電極后可采用100-150℃加熱10-30分鐘固化焊接點。

3.一種如權利要求1或2所述基于PET/銀納米線/氧化鋅鎂/氧化鋅鎂納米陣列的納米發電機的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟：

（a）清洗柔性PET：先用洗滌劑進行清洗，再采用乙醇超聲清洗，最后采用去離子水超聲清洗，最后用去離子水清洗，干燥后的柔性PET基底保持在氮氣環境中；

（b）制備銀納米線薄膜：取1-10 mg/ml的銀納米線醇分散液，將柔性PET放置在旋轉涂膜機之上，用旋轉涂膜的方法獲得銀納米線薄膜，烘干后薄膜即形成，所述銀納米線薄膜厚度是200-1000nm；

（c）制備氧化鋅鎂薄膜：將鋅鎂化合物，二乙醇胺和乙醇在40-100℃下混合并進行反應，陳化24h后形成氧化鋅鎂溶膠，鋅鎂的濃度為0.01-1mol/L，二乙醇胺與鋅鎂的物質的量比為1:1；將上述薄膜置在旋轉涂膜機之上，用旋轉涂膜的方法獲得銀納米線薄膜/氧化鋅鎂薄膜，烘干后薄膜即形成，氧化鋅鎂薄膜厚度范圍是10-200nm，上述銀納米線/氧化鋅鎂薄膜的方塊電阻低于30歐姆Ω/Sq；

（d）制備氧化鋅鎂納米柱: 將上述薄膜置于燒杯中，薄膜面朝下，通過水熱法生長獲得氧化鋅鎂納米柱，即獲得玻璃基板/銀納米線/氧化鋅鎂薄膜/氧化鋅鎂納米柱，氧化鋅鎂納米柱高度范圍在500nm-2000nm；

（e）制備空穴傳輸層/活性層保護層：將上述氧化鋅鎂納米柱置在旋轉涂膜機之上，用旋轉涂膜的方法制備空穴傳輸層/活性層保護層，即P型保護層，將PEDOT：PSS溶液或 2-10mg/ml的P3HT/氯苯溶液滴于上述薄膜之上，通過旋轉涂膜形成P型保護層，成膜后采用150攝氏度加熱20分鐘固化P型保護層；

（f）通過絲網印刷的方法制備金屬或非金屬金頂電極層，成膜后采用150攝氏度加熱30分鐘固化電極層，固化后電極層方阻在30歐姆以下；或采用真空蒸鍍或濺射等真空方法制備電極層。

4.根據權利要求3所述基于PET/銀納米線/氧化鋅鎂/氧化鋅鎂納米陣列的納米發電機的制備方法，其特征在于：

所述步驟（c）中，所述鋅鎂源為醋酸鋅鎂，硝酸鋅鎂或乙酰丙酮鋅鎂中的一種或多種；

所述步驟（e）中，所述P型保護層為PEDOT：PSS溶液，或P3HT、PTB7聚合物受體材料，上述聚合物受體材料溶液可以選用氯苯或二氯苯中的一種；

所述步驟（f）中，所述電極采用鋁漿料，銀漿料，或金漿料絲網印刷制備，也可采用非金屬碳漿料絲網印刷制備；所述電極采用真空蒸鍍，濺射，電子束熱蒸發方法制備。