[發明專利]一種在三維微結構表面制備透明導電納米線網格薄膜的方法

有效

• 申請號: 201910276109.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109950366B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉歡;劉衛國;白民宇;王卓曼;韓軍;舒利利;敬娟;劉蓉
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;B82Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種在三維微結構表面制備透明導電納米線網格薄膜的方法，首先制作上表面具有三維微結構的剛性基底，然后采用壓印方式以剛性基底為模板制作與之配合的柔性壓板，在剛性基底三維微結構上涂覆導電納米線混合液并用柔性壓板向下擠壓至二者之間保留一定間隙，留存在間隙中的導電納米混合液干燥后即得到附著在剛性基底三維微結構表面的納米網格薄膜，網格中相互搭接的導電納米線實現電路導通，納米線之間的網孔透光，實現透明，即實現三維微結構表面的透明導電納米線網格薄膜制備；剛性基底在涂覆導電納米線混合液之前采用氧化后腐蝕的方法形成微臺階，與柔性壓板配合可以控制間隙尺寸；所得透明導電納米線網格薄膜質量高，制備效率高，成本低。

技術領域

本發明屬于光電探測技術領域，具體涉及一種在三維微結構表面制備透明導電納米線網格薄膜的方法。

背景技術

光電探測器的作用是將光學信號轉變成電學信號，其基本原理是敏感材料在光波作用下產生光生載流子，所產生的的光生載流子被電極收集向外電路流出形成光電流。光電探測器具有廣泛用途，例如成像、探測、工業自動控制和光度計量等。在光電探測器中，電極是必不可少的元件。目前廣泛應用的多數光電探測器中的電極是制作在平面結構上的，是一種成熟技術。然而隨著光電探測器件的發展，在三維微結構表面制作透明電極成為重要需求，這需要解決復雜曲面的連續覆蓋問題以及電極透明兩個問題。常用的濺射、蒸鍍等方法可以在一定范圍內實現臺階覆蓋等三維微結構表面金屬薄膜電極制備。然而金屬薄膜厚度太小則難以形成可靠的連續電通路，電阻急劇增大，厚度大則透光率明顯減小，難以兼顧良好的透光率和可靠的電通路。

發明內容

為解決以上問題，本發明提出一種在三維微結構表面制備透明導電納米線網格薄膜的方法，該方法可以在多種三維微結構表面制備連續覆蓋的透明導電薄膜，所得透明導電薄膜質量高，制備效率高，成本低。

為實現以上目的，本發明采用如下方案：

一種在三維微結構表面制備透明導電納米線網格薄膜的方法，包括以下步驟：

首先選用硅片等剛性材料，在其上表面制備三維微結構，得到上表面具有三維微結構的剛性基底1，再以該剛性基底1為模板，采用壓印方法將剛性基底1表層的三維結構形狀轉移到柔性材料下表面，得到下表面具有三維微結構的柔性壓板2；

再將表面具有三維微結構的剛性基底1置入高溫氧化爐進行氧化，使得其表面材料形成一層氧化層；

將氧化處理的剛性基底1置入腐蝕液，去除其表層氧化層，腐蝕后的剛性基底1與柔性壓板2配合具有間隙，該間隙尺寸與剛性基底腐蝕去除的氧化層厚度一致。

進一步的，在腐蝕剛性基底1之前，在其上表面若干位置覆蓋小面積干膜保護所覆蓋區域，在腐蝕過程中該保護區域的氧化層不會被去除，由此形成微臺階3，用于后續工藝的間隙控制。

在剛性基底1表層的三維微結構上涂覆導電納米線混合液，然后將柔性壓板2置于剛性基底1上方，使得柔性壓板2下表面的三維微結構與剛性基底1上表面的三維微結構對準，緩慢向下移動柔性壓板2，直到柔性壓板2接觸到剛性基底1表面的微臺階3；柔性壓板2與剛性基底1之間的間隙內即填充了導電納米線混合液；待該導電納米線混合液干燥后，取下柔性壓板2，即得到附著在剛性基底上表面的三維微結構表面的由導電納米線形成的透明導電納米線網格薄膜。

所述的網格薄膜由導電納米線搭接而成，形成導電網格，納米線之間的網孔可以透光，實現該網格薄膜的透明性能。

進一步的，剛性基底1上表面在涂覆導電納米混合液之前進行預處理，增強其吸附導電納米線的能力。

進一步的，柔性壓板2與剛性基底1相靠近但尚未接觸的過程中，多余的導電納米線混合液被擠壓溢出二者之間的間隙，直到二者接觸。