一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法、透明导电涂层

本发明涉及光电功能涂层，具体涉及一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法、透明导电涂层。

背景技术：

1、近些年来，随着光电子产业的迅速发展，以显示触摸屏、有机发光二极管、智能可穿戴设备以及太阳能电池为代表的诸多新一代光电子产品正在逐步影响并改善人们的生活。其中，随着光电器件的集成化、柔性化以及可穿戴化的需求日益增加，大面积制备柔性光电薄膜器件的方法已成为光电领域的重要研究内容。而作为柔性光电薄膜器件关键部件之一的透明导电电极，其性能的优异已经成为影响柔性太阳能电池、柔性显示触摸屏等器件性能的关键因素。

2、银纳米线(agnws)是一种具有大长径比的一维纳米材料(在空间中有两维方向上处于纳米尺度，而第三维方向上处于微米尺度)，其优点既包括块体银拥有的高导电率、高导热率以及稳定的化学性质，又有着纳米线所具有的高比表面积、高透光性和高弯曲耐性，以及引人瞩目的电学和光学各向异性。银纳米线的独特理化性质使其在近些年被广泛应用于柔性传感、柔性太阳能电池、柔性显示触摸屏等产业。银纳米线的大长径比使得其涂层能在微观上形成有序排列的导电网络，从而可以有效降低银纳米线之间的连接电阻，在不影响导电性能的情况下提高透明度，提高器件的光电性能。同时，具有微观各向异性结构的有序银纳米线网络结构还会赋予透明电极独特的电学、光学各向异性，使之可以被应用于天线、偏振传感器、表面增强拉曼散射等领域。

3、目前，学界常用来实现一维纳米材料自组装的方法有langmuir-blodgett技术、浸渍提拉法、外场辅助对齐法、微流控技术和光刻技术等。这些方法大多都需要采用复杂的设备且对纳米线自组装的前驱体进行精确控制，这使得这些方法无法被用于大规模制造。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法、透明导电涂层，本发明提供的制备方法操作简单、一次直接成型，适用于大规模生产制造。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法，包括以下步骤：

4、将线状纳米材料水悬浮液和增稠剂水溶液混合，得到分散液；所述增稠剂水溶液中增稠剂的质量分数为0.01～0.2wt％；

5、将可加热基底垂直插入所述分散液中，对所述可加热基底进行加热，使分散液中的水蒸发，得到透明导电涂层；所述加热的温度为60～90℃。

6、优选地，所述增稠剂为水溶性增稠剂。

7、优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酸钠或甲基纤维素。

8、优选地，所述分散液中线状纳米材料的浓度为0.005～0.05mg/ml。

9、优选地，所述线状纳米材料水悬浮液中的线状纳米材料包括金属纳米线、无机非金属纳米线或碳纳米管。

10、优选地，所述可加热基底包括基底片和粘贴在所述基底片上的平板加热器。

11、优选地，所述基底片为玻璃片；所述平板加热器为金属陶瓷加热片。

12、优选地，在对所述可加热基底进行加热过程中，间歇性提拉所述可加热基底。

13、优选地，所述间歇性提拉包括：将所述可加热基底向上提拉一段距离，静止一段时间，然后重复所述提拉-静止。

14、本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的透明导电涂层，所述透明导电涂层具有有序导电网络结构。

15、本发明提供了一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法，包括以下步骤：将线状纳米材料水悬浮液和增稠剂水溶液混合，得到分散液；将可加热基底垂直插入所述分散液中，对所述可加热基底进行加热，使分散液中的水蒸发，得到透明导电涂层。本发明采用蒸发自驱动排列线状纳米材料，最终成型的透明导电涂层内线状纳米材料具有有序排列的网络结构，使得涂层具有明显的光学和电学各向异性，且具备较好的透明度和一定的导电性能，解决了现有技术中线状纳米材料在涂层中无序排列导致导电性差、透明度低的问题。本发明的制备方法简单，操作简便，成本低廉，易于大规模制备，可应用于先进光电器件领域。

16、本发明使用垂直浸渍蒸发的工艺，使得最终制得的涂层厚度均匀，且适用于任意复杂曲面，满足生产制造过程中的实际需要。

技术特征：

1.一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为水溶性增稠剂。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酸钠或甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散液中线状纳米材料的浓度为0.005～0.05mg/ml。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述线状纳米材料水悬浮液中的线状纳米材料包括金属纳米线、无机非金属纳米线或碳纳米管。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可加热基底包括基底片和粘贴在所述基底片上的平板加热器。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述基底片为玻璃片；所述平板加热器为金属陶瓷加热片。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在对所述可加热基底进行加热过程中，间歇性提拉所述可加热基底。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述间歇性提拉包括：将所述可加热基底向上提拉一段距离，静止一段时间，然后重复所述提拉-静止。

10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的透明导电涂层，所述透明导电涂层具有有序导电网络结构。

技术总结
本发明提供了一种基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法、透明导电涂层，涉及光电功能涂层技术领域。本发明提供的基于蒸发自驱动的透明导电涂层的制备方法，包括以下步骤：将线状纳米材料水悬浮液和增稠剂水溶液混合，得到分散液；将可加热基底垂直插入所述分散液中，对所述可加热基底进行加热，使分散液中的水蒸发，得到透明导电涂层。本发明采用蒸发自驱动排列线状纳米材料，最终成型的透明导电涂层内线状纳米材料具有有序排列的网络结构，使得涂层具有明显的光学和电学各向异性；本发明提供的制备方法操作简单、一次直接成型，适用于大规模生产制造。

技术研发人员：徐晔,冯蓬勃,陶郦祎铭,马洪涛,马颖
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13