[發明專利]一種半嵌入銀納米線復合透明電極及其制備方法

在審

• 申請號: 202210588366.X
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114898913A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李永文;王靖翔
• 申請（專利權）人: 珠海鋮特新材料技術有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 官群

本發明涉及一種半嵌入銀納米線復合透明電極及其制備方法，所述復合透明電極以PET膜為基底，在PET膜表面設有銀納米線導電膜，以及羥乙基纖維素膜，銀納米線導電膜由銀納米線密集交叉接觸形成網絡結構，羥乙基纖維素膜填充于銀納米線導電膜內，且羥乙基纖維素膜厚度小于銀納米線導電膜的厚度，使銀納米線半嵌于羥乙基纖維素膜內。本發明提供的半嵌入銀納米線復合透明電極透光率≥85％，方阻≤15Ω/sq，不但表現出優異的光電性能，其化學穩定性以及機械柔韌性相較于AgNWs?PET電極也更為優異，具有良好的市場應用前景。

技術領域

本發明屬于半導體器件的零部件技術領域，具體涉及一種半嵌入銀納米線復合透明電極及其制備方法。

背景技術

透明電極是電磁屏蔽膜、發光二極管、加熱器等電子產品的關鍵組件，傳統的透明電極多由氧化銦錫(ITO)制備而成，其固有的脆性難以滿足下一代柔性電子產品的需求。基于銀納米線(AgNWs)網絡制備的電極在導電性、透射率和柔韌性方面表現優異，有望成為ITO的替代材料，用于制備柔性透明電極。

盡管AgNWs網絡具有顯著優勢，但其松散堆疊易導致線結處存在較高的結電阻從而影響實際應用，針對上述問題，相關領域研究人員研究了多種解決方法，例如機械壓制、熱退火、激光燒蝕、等離子處理和電焊接等。這些工藝雖降低了結電阻，但依然存在缺陷，其中，機械壓制和熱退火不適合大多數聚合物基材；激光燒蝕和等離子處理所需的設備昂貴；電焊接需要嚴格控制電壓與時間以避免銀納米線退化。亦有通過添加導電焊料增強納米線結處的接觸，達到降低結點阻的辦法，例如使用葡萄糖或抗壞血酸與外加銀離子的氧化還原反應在線結處沉積銀原子，但是該工藝比較復雜。另有采用TiO₂、ZnO、氧化石墨烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT:PSS)等與銀納米線網絡結合的辦法，該方法雖然可以降低結點阻，但是復合電極的透光率會隨著焊料添加量的增大而降低。

鑒于上述方法的局限性，還需進一步探索更為簡單有效的降阻方法。另外，AgNWs網絡粗糙的拓撲結構也可能造成器件故障，粗糙度的降低也應該在考慮的范圍之內。總之，開發一種既能降低結電阻與表面粗糙度，又基本不損失透明度的AgNWs透明電極的制備工藝具有重要意義。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的之一是提供一種半嵌入銀納米線復合透明電極。

為實現上述發明目的，具體技術方案如下：

一種半嵌入銀納米線復合透明電極，所述復合透明電極以PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜為基底，在PET膜表面設有銀納米線導電膜，以及羥乙基纖維素膜，銀納米線導電膜由銀納米線密集交叉接觸形成網絡結構，羥乙基纖維素膜填充于銀納米線導電膜內，且羥乙基纖維素膜厚度小于銀納米線導電膜的厚度，使銀納米線半嵌于羥乙基纖維素膜內。

按上述方案，所述PET膜厚度為50～200μm，所述銀納米線導電膜厚度≤50μm，所述羥乙基纖維素膜厚度≤5μm。

本發明的目的之二在于提供一種上述半嵌入銀納米線復合透明電極的制備方法。

具體技術方案如下：

一種上述半嵌入銀納米線復合透明電極的制備方法，具體步驟如下：

S1、制備銀納米線分散液：將聚乙烯吡咯烷酮(PVP，用作分散穩定劑)加入乙二醇(EG，用作溶劑、還原劑)中，加熱溶解得到混合液，冷卻后加入AgNO₃，攪拌至澄清透明得到AgNO₃的乙二醇溶液，然后向體系中加入FeCl₃的乙二醇溶液和NaCl的乙二醇溶液(FeCl₃和NaCl主要起保護初生孿晶的作用)，攪拌均勻后加熱進行還原反應，反應結束后冷卻至室溫，所得固體產物洗滌后分散于乙醇中得到銀納米線分散液；

S2、將羥乙基纖維素(HEC)加熱分散于去離子水中，并加入乙醇，得到HEC分散液；