[發明專利]石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910349017.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110085350B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 趙瑋;趙春寶;張志云;沈巽;顧慧
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王秀娟

本發明公開了一種石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜及其制備方法，石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜包括：依次設置的基底、第一導電層及第二導電保護層；基底由透明材料制成；第一導電層由涂覆于透明基底上的銀納米線網絡構成；第二導電保護層由包覆在第一導電層上的電化學剝離石墨烯構成，所述電化學剝離石墨烯是以石墨紙為陽極，涂有第一導電層的透明基底為陰極進行電化學反應后所得。本發明通過采用脈沖電壓的電化學法剝離石墨烯，實時地將石墨烯包覆于第一層導電層上，提高包覆均勻性的同時簡化了導電保護層的包覆方法，最終提高了導電薄膜對外界環境的抵抗能力，延長其使用壽命。

技術領域

本發明涉及納米光電材料制備與應用，具體涉及一種石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜及其制備方法。

背景技術

近年來，兼具透明和導電功能的透明電極在各種光電設備中得到了越來越廣泛的應用，如觸摸屏，有機發光二極管和有機太陽能電池等。錫摻雜氧化銦(簡稱ITO)是目前應用最廣泛的透明電極材料，但其固有的脆性和較高的加工成本，限制了其在現代柔性可穿戴器件中的應用。因此研究人員開發出許多不同類型的ITO替代品，如碳納米管，石墨烯，金屬網格和金屬納米線等。在這些材料中，銀納米線被認為最具應用前景。銀的化學性質穩定，是已知金屬元素中導電性能最好的，由其制備的導電薄膜具有優異的透光導電性能。但銀納米線在室溫大氣環境中容易氧化，導致其導電性能很快下降，所以需要對銀納米線導電透明薄膜進行表面包覆。

石墨烯(graphene)是一種新型的二維碳材料，由碳原子以sp2雜化軌道的形式組成六角形，呈蜂窩狀周期性排列,達到單一碳原子厚度的二維新型納米材料又被稱作是二維石墨或者單層石墨，是A.K.Geim等人于2004年用微機械剝離的方法發現出來的，因石墨烯具有導電率高、機械強度大、柔展性好、比表面積較大、化學穩定性高等特點，使得石墨烯和石墨烯基材料在實際生活中得到相當廣泛的應用，在觸摸屏等領域有著廣泛的應用前景。用石墨烯包覆銀納米線，能夠有效隔絕水份和氧氣等對銀納米線的侵蝕，提高銀納米線透明導電薄膜的使用壽命，方便其作為電極應用到光電器件中。

現有石墨烯包覆銀納米線技術一般采用直接噴涂等方法，石墨烯覆蓋不均勻，包覆效果不理想，且制得的導電薄膜平整度不高，限制了其在光電器件領域的應用。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜，所述導電薄膜使用壽命長，平整度高。

本發明的第二目的是提供一種石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜的制備方法，該方法簡化了導電保護層的包覆方法，最終提高了導電薄膜對外界環境的抵抗能力，延長其使用壽命。

為實現本發明的第一目的，采用的技術方案是：

一種石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜，包括：依次設置的基底、第一導電層及第二導電保護層；基底由透明材料制成，所述透明材料為玻璃、石英片、聚酰亞胺或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的一種；第一導電層由涂覆于透明基底上的銀納米線網絡構成；第二導電保護層由包覆在第一導電層上的電化學剝離石墨烯構成，所述電化學剝離石墨烯是以石墨紙為陽極，涂有第一導電層的透明基底為陰極進行電化學反應后所得。

為了提高透明導電薄膜的導電性及石墨烯包覆銀納米線的效果，優選第一導電層的厚度為0.3～2.5μm，制備第一導電層的銀納米線直徑為15～50nm，長度為30～100μm，長徑比為600～3000。

為實現本發明的第二目的，采用的技術方案是：

上述石墨烯包覆銀納米線透明導電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、制作透明基底；

S2、制備銀納米線分散液，將所述銀納米線分散液涂覆于S1所得的透明基底上，然后烘干，得到位于基底上的第一導電層；