[發明專利]一種透明高導電有機柔性PEDOT:PSS薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201910607827.1
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110372898A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 蔣豐興;徐景坤;喻營勇;劉佩佩;林元城;張姿珊;李莉瑩
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L65/00;C08L25/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳東勤

本發明公開了一種透明高導電有機柔性PEDOT:PSS薄膜的制備方法，屬于有機導電薄膜材料技術領域，包括如下步驟：向PEDOT:PSS水溶液中加入有機溶劑，分散均勻；采用噴旋方法將上述制備的PEDOT:PSS溶液多次噴旋到基底上，即得到PEDOT:PSS薄膜。本發明利用噴旋法制備了一種層層疊加的PEDOT:PSS薄膜，不需要借助其他添加劑，簡單的多次噴旋方式高效的制備出厚度可調、透明度高、性價比高、節能、柔性好的薄膜材料，并且本發明制備的薄膜的相關性能不受基底選擇的影響，可以根據實際應用調整基底，在超級電容器、電致變色、太陽能電池以及熱電材料領域具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明屬于有機導電薄膜材料技術領域，具體涉及一種透明高導電有機柔性PEDOT:PSS薄膜的制備方法。

背景技術

隨著電子產品的發展，日常生活中的電子產品越來越多，越來越趨于柔性化，因此發展柔性透明導電材料，設計新的、更為便捷的輸入方式迫在眉睫。觸控面板的誕生給電子領域帶來了巨大的變化，人們可以通過手指接觸屏幕實現對主機的操作，從而使得人機對話更加簡單和快捷，同時，這種設備采用將輸入設備與輸出設備整合在一起的設計，加快了電子器件向微型化、便攜式方向發展的步伐。在蘋果iphone手機的帶動下，2019年全球觸控面板產值達到了210億美元，同時預計2020年的產值將達230億美元，2025年營收有望達到251億美元，年復合成長率超過18％。現在廣泛使用的觸控面板是靠蒸鍍在玻璃或者PET等透明基底上圖案化的ITO來實現的。ITO是氧化銦錫復合物的英文簡寫，其中的銦為地球中的稀有金屬，銦的價格高昂，其供應受限，同時ITO層較脆弱且缺乏柔韌性，另外ITO的制備需要苛刻的真空條件，ITO的圖案化還需要反復多次刻蝕酸洗工序，這些都直接導致了觸控面板成本的大幅上升和工藝的復雜化。研發ITO的替代品已經勢在必行。

在眾多有機半導體中，PEDOT:PSS以其良好的環境穩定性、可調控的電子結構被認為是最流行的導電高分子之一。近年來，關于PEDOT:PSS的研究越來越多，PEDOT:PSS具有很多優異的性能，比如良好的成膜性能、良好的透光性、良好的熱穩定性，可以說為現今最好的、可應用的導電高分子。

噴旋法制備透明高導電有機柔性薄膜有機材料，成本低、性能優異，且可根據生產需要和基底要求可達到規模化生產。噴旋法涉及到許多物理化學過程，如：潤濕、揮發、粘滯、分散、濃縮等。在研究這些過程時，流體力學傳質、傳熱、傳動的原理是非常重要的。其中，需要考慮的參數主要包括薄膜的結構、厚度、面積等性能參數以及轉速粘度、揮發速率等操作參數。

現有技術中，需要本領域技術人員迫切解決的一個問題是：如何能提供一種可規模化生產、低成本、透光率高、導電性能高的柔性導電PEDOT:PSS薄膜的制備方法。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種透明高導電有機柔性PEDOT:PSS薄膜的制備方法，簡單的多次噴旋方式高效的制備出厚度可調、透明度高、性價比高、節能、柔性好的薄膜材料。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種透明高導電有機柔性PEDOT:PSS薄膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)向PEDOT:PSS水溶液中加入有機溶劑，分散均勻；

(2)采用噴旋方法將上述制備的PEDOT:PSS溶液多次噴旋到基底上，即得到PEDOT:PSS薄膜。

優選的，所述步驟(1)中，PEDOT:PSS水溶液與有機溶劑的體積比為2∶30，在室溫超聲的條件下將PEDOT:PSS水溶液逐滴滴入有機溶劑中。

優選的，所述步驟(1)中，有機溶劑為第一溶劑與第二溶劑的混合溶劑，其中第一溶劑為無水乙醇、甲醇、甲酸、異丙醇中的任意一種，第二溶劑為二甲基亞砜、乙二醇、NMP、DMF中的任意一種。