[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

本發明公開了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，包括一種新型的雙層網絡導電結構，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)。該新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極及其制備方法通過機械按壓和噴涂聚3,4?乙烯二氧噻吩(PEDOT)溶液對導電薄膜進行后處理，得到了黏附力好、表面粗糙度低、導電性高的透明電極。

技術領域

本發明涉及電極制備技術領域，具體為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。

背景技術

電子器件是指在真空、氣體或固體中，利用和控制電子運動規律而制成的器件。分為電真空器件、充氣管器件和固態電子器件。在模擬電路中作整流、放大、調制、振蕩、變頻、鎖相、控制、相關等作用；在數字電路中作采樣、限幅、邏輯、存儲、計數、延遲等用，充氣管器件主要作整流、穩壓和顯示之用。固態電子器件如集成電路在過去幾年中，光電器件包括有機發光二極管(OLED)、有機太陽能電池(OSC)和場效應晶體管(FET)得到了充分的發展，對透明導電薄膜(TCFs)的需求變得越來越迫切，現有的透明柔性電極表面粗糙度低，黏附力低，導電性能差。

發明內容

本發明的目的在于提供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，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：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，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，用單寧酸(TA)功能化的單壁碳納米管(TCNT)作為銀納米線與基底的結合層，構建了TCNT/AgNW雙層導電網絡結構。富含酚羥基的TA分子通過π-π相互作用吸附在碳納米管壁上，使功能化碳納米管(TCNT)表現出親水性，并有效地提高了與AgNWs的粘附性。此外，細密的導電碳納米管網絡填充了AgNW網絡的開口，增加了載流子的傳輸路徑，有效地提高了雜化膜的導電性和電穩定性。機械按壓以及噴涂PEDOT:PSS的后處理工藝使薄膜的粗糙度大幅度降低，同時進一步提升了薄膜的導電性，機械性能，以及耐腐蝕性能，在透光率為80％～90％時，面電阻為10～100Ω/sq，表面粗糙度10nm。

優選的，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％。

優選的，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。

優選的，配置銀納米線水溶液濃度為0.8～1.2mg/ml。

優選的，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。

優選的，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。

該發明還提供一種新型雙層導電網絡結構的柔性透明電極的制備方法：