本發(fā)明屬于柔性透明電極的技術(shù)領(lǐng)域；具體涉及一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法，本發(fā)明方法提高銀納米線透明電極的光電性能。

背景技術(shù)：

柔性電子器件是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重點研究領(lǐng)域之一，導(dǎo)電性納米材料和柔性基底構(gòu)成的柔性透明電極是眾多新型柔性電子器件的基礎(chǔ)。銀納米線因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、良好的柔韌性和優(yōu)良的可靠性成為制備柔性透明電極最具前景的材料之一。

多元醇法因其產(chǎn)量高、成本低、產(chǎn)物可控等優(yōu)勢而成為目前合成銀納米線最主流的方法。盡管這種方法可以通過調(diào)整各反應(yīng)物的濃度和比例以及溫度等條件來實現(xiàn)納米線尺寸的調(diào)控，但溶液中反應(yīng)的特點使各納米線的形核和生長不可能完全同步進行，決定了產(chǎn)物尺寸不可能完全均一，必然仍含有部分顆粒和短線。由于長度很小的納米線不能或者只有一小部分可以相互接觸而形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此對銀納米線透明電極的導(dǎo)電性沒有或者只有很小的貢獻，而這部分短線的存在卻必然降低透明電極的透過率。因此，選擇性去除這部分短線，可以增大銀納米線的平均長度，可以預(yù)期，銀納米線透明電極的光電性能將得到提高。

多次離心清洗是處理銀納米線母液的常用方法，但這種方法對分離和去除短線基本不起作用。抽濾法可以去除產(chǎn)物中的顆粒和部分短線，但濾孔易被納米線堵塞，因此隨著時間的延長，分離效率會大幅下降。專利201510472685.4公開了一種通過水力旋流器分離銀納米線的方法，該方法用于將銀納米線從母液中分離出來。從原理上來說，該方法可以較好地分離產(chǎn)物中的納米顆粒，但沒有證據(jù)表明該方法可以有效分離產(chǎn)物中的短線。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有方法無法分離納米線中的短線或效率很低的缺點，提供一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法，本發(fā)明方法利用銀納米線分散液滴涂過程中長線較快吸附在基底上，而短線懸浮在分散液中較慢沉降的特點達到分離短線的目的，簡單高效，成本低廉，無需復(fù)雜設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種用于制備銀納米線透明電極的選擇性去除不均勻短線的方法是由下述步驟完成的：

將銀納米線分散液滴涂在基底上，常溫下靜置至銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，使用溶劑清洗基底；然后常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

進一步限定，所述銀納米線分散液是將采用多元醇法制備的銀納米線母液經(jīng)過提純后分散得到的，分散劑是無水乙醇或水。

清洗用溶劑為無水乙醇或水，可與分散劑相同也可以不相同。

清洗的方法為浸沒溶劑中，或者沖洗。

所述的基底可以是柔性或非柔性基底，可以是透明、半透明或非透明基底，還可以是柔性且透明基底，如硅基底。

本發(fā)明的銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮(尚未完全揮發(fā)之前)，即已經(jīng)被分散液潤濕的表面尚未因分散液的揮發(fā)而露出，具體等待時間因分散液中所用溶劑的揮發(fā)速度不同而不同，對于無水乙醇和水分別為幾十秒和幾十分鐘；分散劑采用無水乙醇一般靜置20-25s；分散劑采用水，一般靜置30-60分鐘，使用溶劑清洗基底，使未揮發(fā)的分散液被溶劑稀釋而洗去。

本發(fā)明被部分去除的短線的長度小于或等于10μm。

本發(fā)明方法在靜置過程中，大部分長線沉積在基底上，分散液中所含短線比例較高，然后通過清洗將分散劑連同其中所含的未沉降在基底上的納米線一起被洗去，從而實現(xiàn)除去短線的目的。

本發(fā)明在銀納米線分散液滴涂過程中分離產(chǎn)物中的短線，顯著降低了納米線中短線比例，可以預(yù)期，由此制備的銀納米線透明電極，在同樣面電阻的情況下透過率將得以提高。

本發(fā)明采用的去除銀納米線中短線的方法，操作簡單，無需復(fù)雜設(shè)備，耗時短，試劑消耗少，成本很低。

本發(fā)明方法制備的銀納米線用于制備柔性透明電極。

附圖說明

圖1為本發(fā)明各實施例中所用銀納米線分散液滴涂在硅基底上直接自然干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中將銀納米線分散液滴涂在硅基底上后靜置5s清洗基底干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖；

圖3為本發(fā)明實施例2中將銀納米線分散液滴涂在硅基底上后靜置10s清洗基底干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖；

圖4為本發(fā)明實施例3中將銀納米線分散液滴涂在硅基底上后靜置15s清洗基底干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖；

圖5為本發(fā)明實施例4中將銀納米線分散液滴涂在硅基底上后靜置20s清洗基底干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖；

圖6為本發(fā)明實施例5中將銀納米線分散液滴涂在硅基底上后靜置25s清洗基底干燥得到的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行進一步闡述。需要說明的是，各實施例僅用于說明本發(fā)明的具體實施方法，并展示本發(fā)明所達到的有益效果，而不用于限定本發(fā)明所述的操作和參數(shù)范圍，由此引申出的變化，仍處于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。

下述各實施例中均采用如下所述的方法制備分散液，具體如下：

步驟一、按照多元醇法制備銀納米線，具體方法如下：首先配制溶液，溶劑均為eg，包括a(nacl溶液，濃度為2mm)，b(cu(no3)2溶液，濃度為1mm)，c(pvp溶液，濃度為300mm，其中pvp分子量為360,000)，d(pvp溶液，濃度為300mm，其中pvp分子量為40,000)，e(agno3溶液，濃度為300mm)。取15.452mleg預(yù)熱到160℃，加入1.587ml溶液a和2.351ml溶液b，溫度回升至160℃后加入5.289ml溶液c、2.645ml溶液d和2.645ml溶液e，升溫至160℃后，在無攪拌情況下保溫60min，在空氣中冷卻，得到銀納米線母液。母液中的固含量約2.85mg/ml。納米線長度在0-150μm之間。除了納米線之外，產(chǎn)物中還包含少量納米顆粒。

步驟二、按照如下步驟進行提純：

步驟1、取3ml母液，向其中加入9ml丙酮，使用混勻儀以2000轉(zhuǎn)/分鐘的速率振蕩20秒，銀納米線完全團聚而沉降，去除上層懸濁液；

步驟2、向步驟一的沉降物中加入2ml蒸餾水，振蕩，使納米線充分分散在蒸餾水中，加入6ml丙酮，使用混勻儀以2000轉(zhuǎn)/分鐘的速率振蕩20秒，銀納米線完全團聚而沉降，這時上層液體已經(jīng)變成澄清透明，將其去除，完成提純操作，大多數(shù)顆粒雜質(zhì)都已經(jīng)被清除掉，納米線純度得到明顯提高。

向提純后的銀納米線中加入5ml無水乙醇，振蕩，使納米線充分分散在無水乙醇中，得到固含量約為1.5mg/ml的銀納米線分散液。

實施例1：

圖1是將該納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上直接自然干燥所得的納米線掃描電鏡照片和對應(yīng)的納米線長度統(tǒng)計分布圖。硅雖然不透明，但硅是轉(zhuǎn)移法制備銀納米線透明電極最常用的臨時性基底之一，也是采用掃描電鏡觀察銀納米線最常用的基底。因此本發(fā)明各實施例中均采用硅基底對去除短線的效果進行說明。各實施例統(tǒng)計銀納米線長度分布時，統(tǒng)計一個視野中所有納米線的長度，如果該視野中包含納米線數(shù)量少于400根，則統(tǒng)計多個視野中所有納米線長度，使統(tǒng)計數(shù)量達到400-800根。由圖1可見，雖然所用銀納米線分散液中有較多納米線長度超過100μm，但由于包含的長度小于10μm的短線比例高達70％以上，因此納米線平均長度僅有17.77μm。這些短線基本沒有形成導(dǎo)電通路，因此對提高電極導(dǎo)電性基本無貢獻，卻必然對透過率產(chǎn)生不利影響。按照如下方法降低短線比例：

將上述銀納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上，常溫下靜置5s，此時銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮；將硅基底浸沒于無水乙醇中，隨即取出，取出硅基底，常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

圖2是經(jīng)過選擇性去除短線的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖?？梢姷瓮亢箪o置5s清洗基底，使長度為0-10μm之間的短線比例降至35％，從而使平均長度提高到38.48μm，比處理前提高了超過100％。

實施例2：

仍然采用實施例1中所用的銀納米線分散液，按照如下方法降低短線比例：

將上述銀納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上，常溫下靜置10s，此時銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，將硅基底浸沒于無水乙醇中，隨即取出，使得未揮發(fā)分散用的溶劑被無水乙醇稀釋而洗去，取出硅基底，常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

圖3是經(jīng)過選擇性去除短線的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖。可見滴涂后靜置10s清洗基底，使長度為0-10μm之間的短線比例降至34％，從而使平均長度提高到39.74μm，比處理前提高了超過100％，與滴涂后靜置5s清洗基底效果無顯著差別。

實施例3

仍然采用實施例1中所用的銀納米線分散液，按照如下方法降低短線比例：

將上述銀納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上，常溫下靜置15s，此時銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，將硅基底浸沒于無水乙醇中，隨即取出，取出硅基底，常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

圖4是經(jīng)過選擇性去除短線的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖?？梢姷瓮亢箪o置15s清洗基底，使長度為0-10μm之間的短線比例降至23％，從而使平均長度提高到43.42μm，比處理前提高了144％，與滴涂后靜置10s清洗基底效果相比有所改進。

實施例4

仍然采用實施例1中所用的銀納米線分散液，按照如下方法降低短線比例：

將上述銀納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上，常溫下靜置20s，此時銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，將硅基底浸沒于無水乙醇中，隨即取出，使得未揮發(fā)分散用的溶劑被無水乙醇稀釋而洗去，取出硅基底，常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

圖5是經(jīng)過選擇性去除短線的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖?？梢姷瓮亢箪o置20s清洗基底，使長度為0-10μm之間的短線比例降至21％，從而使平均長度提高到47.91μm，比處理前提高了近170％，與滴涂后靜置15s清洗基底效果又有所改進。

實施例5

仍然采用實施例1中所用的銀納米線分散液，按照如下方法降低短線比例：

將上述銀納米線分散液滴涂在面積為5mm×5mm的硅基底上，常溫下靜置25s，此時銀納米線分散液在基底上的潤濕面積尚未收縮，將硅基底浸沒于無水乙醇中，隨即取出，使得未揮發(fā)分散用的溶劑被無水乙醇稀釋而洗去，取出硅基底，常溫下自然干燥，即完成選擇性去除部分很短的銀納米線的操作。

圖6是經(jīng)過選擇性去除短線的納米線典型掃描電鏡照片和對應(yīng)的長度分布統(tǒng)計圖?？梢姷瓮亢箪o置25s清洗基底，使長度為0-10μm之間的短線比例降至22％，從而使平均長度提高到47.71μm，比處理前提高了超過168％，與滴涂后靜置20s清洗基底效果無顯著差別。

以上實施例中，滴涂后靜置5-10s清洗基底，由于時間很短，分散液中所含較長的納米線有較多尚未來得及沉積在基底上，因此與短線分離不充分，延長清洗前的等待時間，可以觀察到短線比例的持續(xù)下降。滴涂后靜置20-25s清洗基底，短線比例顯著下降，繼續(xù)延長時間將導(dǎo)致無水乙醇顯著揮發(fā)，分散液對基底的潤濕面積開始收縮，這時短線將開始向基底沉積，導(dǎo)致短線比例上升。因此，等待時間過短，短線與長線分離不充分，并且在清洗中也將造成長線損失較多；等待時間過長，短線因溶劑的揮發(fā)而開始沉積，分離效果將變差。可見，滴涂適當(dāng)時間后清洗基底，可以在確保良好的去除短線效果的前提下減少長線在清洗中的損失。