专利名称:一种柔性透明电极的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种柔性透明电极。
背景技术:
氧化铟锡(ITO)作为透明导电薄膜被广泛应用各种光电器件,包括图像传感器、太阳能电池(OPV)、液晶显示器、有机电致发光(OLED)和触摸屏面板。随着市场需求量的增加和产品质量提高的要求,这些金属氧化物暴露出一系列问题:(I)铟元素可开采量有限;它们在酸性和碱性条件下不稳定;(3)它们的离子扩散对聚合物层造成污染;(4)它们的非柔性特性无法满足柔性器件的要求;(5)在近红外区透明性能不好。因此开发新型透明导电薄膜具有重要的理论和实际意义。目前,有望替代ITO的透明导电材料有掺杂ZnO、导电聚合物(如:聚3,4_乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸,聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐)、碳纳米管、石墨烯、金属栅和银纳米线等。其中由于碳纳米管、石墨烯和银纳米线在柔性、稳定性和导电性等方面的优势而格外受人关注。利用化学气相沉积方法制备的石墨烯已在触摸屏上得到了应用。但由于石墨烯在生长过程中难以避免引入缺陷,它的薄膜电阻大多在500Ω/ □以上。由银纳米线制备的透明导电薄膜在可见光透光率为90%左右时可获得100 Ω/ □左右的薄膜电阻。美国莱斯大学研究人员通过把CVD生长的石墨烯贴在Au、Cu或Al金属栅上,获得了薄膜电阻在5至30 Ω/ □范围内的复 合柔性透明电极(ACS Nano, 2011,5, 6472 - 6479)。由于金属栅的制备工艺复杂,面临着尺寸规模和价格等方面的挑战,因此在应用方面仍存在着困难。美国德克萨斯大学奥斯丁分校的研究组把金纳米粒子、银纳米线和氧化石墨烯以均匀混合的形式复合,得到了透光率为70%,电阻为30Ω/ □左右的透明导电薄膜(ACSNano, 2012,6,5157 - 5163)。该研究组还把少量的银纳米线铺在CVD生长的石墨烯膜上,有效地降低了石墨烯薄膜中晶畴之间的内电阻,使石墨烯薄膜的电阻由1000Ω/ □降至30-80 Ω / DCNano Lett.2012, 12,5679-5683)。石墨烯和银纳米粒子、纳米线的复合结构在我国也得到了广泛的研究,多集中在用氧化石墨烯为前驱物制备石墨烯负载银纳米粒子。电子科技大学的研究人员提出了利用石墨烯填充银纳米线薄膜的空隙,形成混合交织结构,进而提高银纳米线薄膜的导电性和与基底的粘附性。上述报道中,银纳米线和石墨烯为混合相间的结构,各自没有形成独立的膜结构,其透光率及电阻等性能提升空间非常有限。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种柔性透明电极及其制备方法。为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:一种柔性透明电极,包括透明聚合物衬底和附着在透明衬底上的银纳米线薄膜和
石墨烯薄膜的叠层。上述银纳米线薄膜和石墨烯薄膜之间既有明显的界限,又实现了二者在二维尺度上的连接,且产生了意想不到的协同效应。为了满足各种需求,所述银纳米线薄膜和石墨烯薄膜的叠层结构为
权利要求1.一种柔性透明电极,其特征在于:包括透明聚合物衬底和附着在透明衬底上的银纳米线薄膜和石墨烯薄膜的叠层。
2.如权利要求1所述的柔性透明电极,其特征在于:所述银纳米线薄膜和石墨烯薄膜的叠层的结构为+Ag-G七,4 ^^,,+G-Ag-(]士8或(Ag-CM!卡,其中,Ag表示为银纳米线薄膜,G表示为石墨烯薄膜,n表示为层数,其值为1-10。
3.如权利要求1或2所述的柔性透明电极,其特征在于:所述每层银纳米线薄膜的厚度为 5_300nm。
4.如权利要求1或2所述的柔性透明电极,其特征在于:所述每层石墨烯薄膜的厚度为 0.2_20nm。
5.如权利要求1或2所述的柔性透明电极,其特征在于:所述银纳米线薄膜和石墨烯薄膜的叠层厚度为5-320nm。
6.如权利要求1或2所述的柔性透明电极,其特征在于:透明聚合物衬底为聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底、聚酰亚胺衬底、聚二甲基硅氧烷衬底、聚甲基丙烯酸甲酯衬底或聚碳酸酯 衬底。
专利摘要本实用新型公开了一种柔性透明电极,包括透明聚合物衬底和附着在透明衬底上的银纳米线薄膜和石墨烯薄膜的叠层。本实用新型银纳米线薄膜和石墨烯薄膜通过叠层达到了意想不到的协同效应,所制备的柔性透明电极,具有较高的透光率、较小的电阻和很好的柔韧性。
文档编号H01B13/00GK203085198SQ20132003630
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者马延文, 蒋旭, 赵进, 周伟欣 申请人:南京苏展化工科技有限公司