[發明專利]低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011525346.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112652721B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 謝志元;吳江;劉鶴
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 周蕾

本發明涉及一種低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極及其制備方法和應用，本發明的復合電極使用氧化錫水膠體和銀納米線作為墨水組分制備的薄膜構成，使用乙醇胺進行表面修飾，在乙醇胺修飾后，電極變得更加穩定。表面粗糙度降低，電阻保持在20歐姆以下，透光率在90％以上。實驗證明經過乙醇胺修飾后，電極表面富集的羥基通過脫水反應消除。從而提升了薄膜的穩定性以及使用薄膜制備的有機聚合物薄膜太陽能電池的性能。取得了和ITO電極相當的器件性能和能量轉換效率。同時解決了ITO電極彎折性不好以及造價高昂的問題。因此本發明所制備的柔性銀納米線復合電極完全可以取代ITO電極，在有機光電器件領域取得更加廣泛的應用。

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，具體涉及一種低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極及其制備方法和應用。

背景技術

隨著科技的發展，有機太陽能電池由于其質量輕，活性層柔軟受到了廣泛的關注，該領域也取得了日新月異的進展，目前有機太陽能電池的效率已經突破18％，而這些研究都離不開電極材料的使用。目前，銦錫氧化物(ITO)以其優良的導電性和透光率而成為有機光電子學領域應用最為廣泛的透明電極材料。但是由于銦價格高昂，使得ITO成本增加，同時ITO自身較脆，缺乏柔韌性，不利于在柔性器件上的應用。

因此，尋求一種工藝簡單，價格低廉，光電性能可以和ITO相媲美的柔性電極材料成為了有機光電子學領域急需解決的問題。目前文獻中常用的ITO替代品有，石墨烯、碳納米管、導電聚合物、銀納米線、金屬網格等。其中銀納米線由于其相對較低的價格，可溶液加工的特點，以及銀固有的高導電性和良好的延展性受到了廣泛的關注。但是純銀納米線透明電極，由于其粗糙度較高，功函數不匹配，穩定性較差等特點無法滿足有機光電器件這種薄膜器件對電極的要求。因此如何降低銀納米線電極粗糙度以及對其與活性層之間界面的修飾成為了其在有機光電器件中應用的關鍵問題。

發明內容

本發明要解決現有技術中的技術問題，提供一種低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極及其制備方法和應用。本發明的復合電極是使用銀納米線分散液和二氧化錫水膠體混合墨水制備的薄膜構成，通過使用乙醇胺修飾電極表面，然后退火，用以去除電極薄膜表面富集的羥基，提升電極的品質。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

本發明提供一種低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極，該復合電極是使用二氧化錫水膠體和銀納米線作為墨水組分制備的薄膜構成，并且該電極表面修飾有乙醇胺。

本發明還提供一種低電阻高透過率低粗糙度的銀納米線復合電極的制備方法，包括以下步驟：

1)將襯底清洗干凈；

2)將上述襯底置于刮涂儀上，將銀納米線分散液和二氧化錫水膠體的混合墨水使用刮刀刮涂成膜；

3)將步驟2)中所制備好的加工件，再次放置在刮涂儀上，將稀釋過的乙醇胺液體使用刮刀刮涂；

4)將步驟3)中所制備好的加工件，轉移到手套箱中，進行退火處理，即得到所述的銀納米線復合電極。

在上述技術方案中，優選的是：所述二氧化錫水膠體是二氧化錫比例為15％的水膠體分散液。

在上述技術方案中，優選的是：所述銀納米線分散液的分散液為水，銀納米線寬度30nm，長度60-80μm。

在上述技術方案中，優選的是：所述二氧化錫水膠體與銀納米線分散液的體積比為9:2。

在上述技術方案中，優選的是：步驟2)和3)中刮涂時襯底的溫度為80攝氏度。

在上述技術方案中，優選的是：步驟2)和3)中刮涂的速度為10mm/s到35mm/s。

在上述技術方案中，優選的是：步驟4)退火處理為將熱臺調制120攝氏度退火十分鐘。