[發明專利]一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202011174308.X
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112185608B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 耿宏章;耿文銘;耿文浩
• 申請（專利權）人: 碳星科技（天津）有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B1/04;H01B1/02;H01B13/00;C08J7/044;C08J7/06;C09D165/00;C09D125/18;C08L67/02
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

1.一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，包括一種新型的雙層網絡導電結構，其特征在于：所述一種新型的雙層網絡導電結構由單寧酸功能化碳納米管與銀納米線復合組成，底層的功能化碳納米管導電網絡為銀納米線提供導電路徑，并且可作為導電粘合劑增加復合薄膜導電穩定性以及銀納米線和基底之間的黏附力，將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底薄膜用蒸餾水和乙醇超聲清洗然后烘干，將配好的單寧酸改性碳納米管溶液(TCNT)、銀納米線(AgNW)分別采用噴涂法與旋涂法逐層涂布在PET薄膜基底上，得到雙層導電網絡結構的柔性透明電極，后采用機械按壓和噴涂聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)溶液對導電薄膜進行后處理。

2.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，其特征在于：所采用的原料為銀納米線溶液，其長度為40～60μm，直徑為40～70nm，單壁碳納米管，其純度95wt.％，外徑1～2nm，長度為5～30μm，單寧酸粉末，AR級，聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液為PH1000，固含量為1～1.3％。

3.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，其特征在于：采用超聲波分散機制備TCNT分散液的條件，功率100-200W，時間30-80min，分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，制得的碳納米管溶液濃度為0.1～0.5mg/ml。

4.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，其特征在于：配置銀納米線水溶液濃度為0.8～1.2mg/ml。

5.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，其特征在于：聚3,4-乙烯二氧噻吩溶液稀釋5～20倍然后加入5wt.％二甲基亞砜，攪拌20min以上。

6.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，其特征在于：得到透明導電薄膜的透光度為80％以上，面電阻可以達到50Ω/sq.以下，表面粗糙度在10nm以下。

7.根據權利要求1所述的一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極，還包括一種制備方法，其操作步驟如下：

采用單寧酸功能化碳納米管(TCNT)溶液的制備如下，將SWCNT與單寧酸以1:1～4的比例分散在去離子水中，然后在60℃水浴加熱條件下攪拌24h，之后通過離心，過濾，冷凍干燥收集TCNT粉末，隨后，使用SDBS作為分散劑，將一定量的TCNT分散于蒸餾水中，水浴超聲30min，然后將溶液放入120W探針超聲中繼續超聲分散40min，隨后將混合液在8000rmp下離心20min，并收集90％的上清液，以獲得相應濃度的TCNT懸濁液，采用噴涂法將配好的不同量的單寧酸改性碳納米管(TCNT)溶液噴涂在PET基底上，硝酸浸泡處理20分鐘后干燥，隨后在TCNT層上以2000轉每分的轉速旋涂不同濃度的銀納米線溶液，并充分干燥，得到雙層導電網絡結構的薄膜，最后處理工藝為機械按壓以及表面噴涂PEDOT：PSS溶液，將制得的雙層導電網絡薄膜放置在壓片機上，在25MPa壓力下按壓10min，以使銀納米線相互焊接，隨后將3ml的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)溶液噴涂到按壓處理后的薄膜上。