本發(fā)明涉及一種銀納米線透明導電薄膜的制備方法，具體涉及一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

有機發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)技術(shù)具有全固態(tài)、主動發(fā)光、色彩豐富、可實現(xiàn)柔軟顯示等諸多優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展前景的新型平板顯示技術(shù)之一，且逐步在全球形成規(guī)?；a(chǎn)，已經(jīng)成為有機電子設備最重要的領(lǐng)域之一。OLED器件由被陰極和陽極包圍著運輸層和發(fā)射層所組成的活躍層等組成，各設備均需利用高導電性、高透過率、機械性能和化學性能穩(wěn)定的透明電極。銀納米線透明導電薄膜具有更好的導電性，有望代替目前廣泛應用的摻錫氧化銦(ITO)導電玻璃電極，在OLED、可穿戴設備以及太陽能電池等領(lǐng)域獲得廣泛的應用。

目前，銀納米線透明導電薄膜的制備方法多采用旋涂、刮涂或噴涂等方法，制備的銀納米線透明導電薄膜中，銀納米線只是簡單堆疊，銀納米線間的接觸電阻較大，對薄膜的導電性有較大影響。為提高銀納米線透明導電薄膜的導電性，可以采用石墨烯覆蓋在銀納米線表面，或者在襯底上增加一層纖維素層等方法。但上述方法均存在操作復雜，對薄膜的透過率影響較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，以提高透明導電薄膜的導電性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

1)、透明導電薄膜襯底的處理：

將襯底在去離子水、乙醇和丙酮中分別進行超聲處理10～20min(較佳為15min)，干燥(例如為氮氣吹干)，得處理后襯底；

2)、銀納米線透明導電薄膜的制備：

取濃度為1～5mg/mL的銀納米線分散液涂布在步驟1)所得的處理后襯底上，干燥(例如在空氣中自然晾干)后，形成厚度為80～160nm銀納米線透明導電薄膜；

3)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備：

將固相含量為0.1～0.5％(wt％)的金屬氧化物溶膠均勻涂布在步驟2)所得的銀納米線透明導電薄膜上形成覆蓋膜，干燥后，覆蓋膜的厚度為2～6nm；

4)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的后處理：

將步驟3)的所得物于50～100℃退火2±0.1h，得金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜。

作為本發(fā)明的金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法的改進：所述步驟2)中的銀納米線分散液為將銀納米線分散在乙醇、丙酮、乙二醇、聚乙二醇中的至少一種溶劑中所得。

作為本發(fā)明的金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法的進一步改進：所述步驟3)中的金屬氧化物溶膠是固相含量為0.1～0.5％(wt％)的鋁摻雜氧化鋅溶膠(AZO)或摻錫氧化銦溶膠(ITO)。

備注說明：鋁摻雜氧化鋅溶膠(AZO)中，鋁的摻雜量約為固相重量的10％；摻錫氧化銦溶膠(ITO)中，錫的摻雜量約為固相重量的10％。

作為本發(fā)明的金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法的進一步改進：所述步驟1)中的襯底為玻璃襯底、PET襯底、布、紙張、PVA薄膜、PDMS薄膜。

作為本發(fā)明的金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法的進一步改進：

所述步驟2)中，涂布方式為：旋涂、刮涂、噴涂或浸漬-提拉法；

所述步驟3)中，涂布方式為：旋涂或噴涂。

在本發(fā)明中，銀納米線的直徑為70～90納米、長度為25～30μm。

本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢：

1、本發(fā)明的金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜通過金屬氧化物干燥時形成的毛細管力，使銀納米線相互緊密連接，降低了銀納米線間的接觸電阻，提高了薄膜的導電性。

2、本發(fā)明制備方法簡單可靠，重復性高。采用金屬氧化物溶膠，價格低廉，有利于降低生產(chǎn)成本。

綜上所述，本發(fā)明采用廉價的金屬氧化物溶膠和銀納米線透明導電薄膜進行復合，工藝簡單，可以有效的提高薄膜的導電性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1是制備透明導電薄膜所用的銀納米線的微觀形貌圖；

圖2是未復合金屬氧化物溶膠的銀納米線透明導電薄膜(實施例1步驟2所得)的微觀形貌圖；

圖3是未復合金屬氧化物溶膠的銀納米線透明導電薄膜(實施例1步驟2所得)的X射線衍射測試結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。

以下案例中，銀納米線的直徑為70～90納米、長度為25～30μm，其微觀形貌圖如圖1所示；鋁摻雜氧化鋅溶膠(AZO)中，鋁的摻雜量為固相重量的10％；摻錫氧化銦溶膠(ITO)中，錫的摻雜量為固相重量的10％。

實施例1、一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，依次進行以下步驟：

1)、透明導電薄膜襯底的處理：

將玻璃襯底(大小為60×60mm)在去離子水、乙醇和丙酮中分別超聲15min，用氮氣吹干。

2)、銀納米線透明導電薄膜的制備：

取分散在乙醇的銀納米線分散液約0.5mL于步驟1)所得的處理后襯底上進行旋涂，該分散液濃度為3mg/mL，旋涂速度為4500r/s，旋涂時間為30s。隨后在空氣中自然晾干(至恒重)；從而形成厚度為100nm的銀納米線透明導電薄膜。

3)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備：

將固相含量為0.2wt％的鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠約0.3mL旋涂在步驟2)所得的銀納米線透明導電薄膜上(形成覆蓋膜)，旋涂速度為3000r/s，旋涂時間為10s；隨后在70℃下烘干10s，覆蓋膜的厚度為6nm；

4)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的后處理：

將步驟3)所得物在50℃下退火2h，最終獲得二氧化鈦復合銀納米線透明導電薄膜。

該透明導電薄膜的方阻為61Ω/sq，550nm透過率為86％。

實施例2、一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，依次進行以下步驟：

1)、透明導電薄膜襯底的處理：

將PET襯底(大小為60×60mm)在去離子水、乙醇和丙酮中分別超聲15min，用氮氣吹干。

2)、銀納米線透明導電薄膜的制備：

取分散在異丙醇的銀納米線分散液約0.5mL用邁耶棒于步驟1)所得的處理后襯底上進行刮涂，分散液濃度為1mg/mL，刮涂速度為0.5cm/s，高度為10μm；隨后在空氣中自然晾干(至恒重)；從而形成厚度為100nm的銀納米線透明導電薄膜。

3)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備：

將固相含量為0.2wt％的鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠約0.5mL旋涂在步驟2)所得的銀納米線透明導電薄膜上(形成覆蓋膜)，旋涂速度為4500r/s，旋涂時間為10s；隨后在100℃下烘干10s，覆蓋膜的厚度為3nm；

4)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的后處理：

將步驟3)所得物在50℃下退火2h，最終獲得二氧化硅復合銀納米線透明導電薄膜。

該透明導電薄膜的方阻為43Ω/sq，550nm透過率為81％。

實施例3、一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，依次進行以下步驟：

1)、透明導電薄膜襯底的處理：

將PVA襯底(大小為60×60mm)在去離子水、乙醇和丙酮中分別超聲15min，用氮氣吹干。

2)、銀納米線透明導電薄膜的制備：

將步驟1)所得的處理后襯底于分散在去離子水的銀納米線分散液緩慢浸漬-提拉，分散液濃度為1mg/mL，提拉速度為1.5cm/min；隨后在空氣中自然晾干(至恒重)；從而形成厚度為160nm的銀納米線透明導電薄膜。

3)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備：

將固相含量為0.2wt％的摻錫氧化銦(ITO)溶膠約0.4mL旋涂在步驟2)所得的銀納米線透明導電薄膜上(形成覆蓋膜)，旋涂速度為1500r/s，旋涂時間為15s；隨后在50℃下烘干10s，覆蓋膜的厚度為5nm。

4)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的后處理：

將步驟3)所得物在50℃下退火2h，最終獲得鋁摻雜氧化鋅復合銀納米線透明導電薄膜。

該透明導電薄膜的方阻為77Ω/sq，550nm透過率為88％。

實施例4、一種金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備方法，依次進行以下步驟：

1)、透明導電薄膜襯底的處理：

將PDMS襯底(大小為60×60mm)在去離子水、乙醇和丙酮中分別超聲15min，用氮氣吹干；

2)、銀納米線透明導電薄膜的制備：

取分散在乙醇和異丙醇1:1(體積比)混合溶液的銀納米線分散液1.0mL于步驟1)所得的處理后襯底上進行噴涂3s，分散液濃度為3mg/mL，噴嘴高度25cm；隨后在空氣中自然晾干(至恒重)；從而形成厚度為80nm的銀納米線透明導電薄膜。

3)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的制備：

將固相含量0.3wt％的摻錫氧化銦(ITO)溶膠約0.5mL噴涂在步驟2)所得的銀納米線透明導電薄膜上(形成覆蓋膜)，噴涂時間5s，噴嘴高度40cm；隨后在80℃下烘干15s；覆蓋膜的厚度為2nm；

4)、金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜的后處理：

將步驟3)所得物在50℃下退火2h，最終獲得金屬氧化物復合銀納米線透明導電薄膜。

該透明導電薄膜的方阻為122Ω/sq，550nm透過率為92％。

對比例1、取消實施例2步驟3)中的“鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠0.5mL”的使用，其余等同于實施例2。

該透明導電薄膜的方阻為124Ω/sq，550nm透過率為83％。

對比例2-1、將實施例2步驟3)中的“鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠”改成“鋁摻雜SiO₂溶膠”，體積量不變、固相含量、摻雜量也不變；其余等同于實施例2。

該透明導電薄膜的方阻為83Ω/sq，550nm透過率為80％。

對比例2-2、將實施例2步驟3)中的“鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠”改成“鋁摻雜TiO₂溶膠”，體積量不變、固相含量摻雜量也不變；其余等同于實施例2。

該透明導電薄膜的方阻為94Ω/sq，550nm透過率為76％。

對比例3-1、增加實施例2步驟3)中的鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠的體積用量(即，由約0.5mL改成約1.5ml)，從而使覆蓋膜的厚度相應增加(為9nm)；其余等同于實施例2。

該透明導電薄膜的方阻為42Ω/sq，550nm透過率為68％。該案例的缺陷為：透明性嚴重下降、影響使用。

對比例3-2、降低實施例2步驟3)中的鋁摻雜氧化鋅(AZO)溶膠的體積用量(即，由約0.5mL改成約0.12ml)，從而使覆蓋膜的厚度相應降低(為1nm)；其余等同于實施例2。

該透明導電薄膜的方阻為67Ω/sq，550nm透過率為81％。該案例的缺陷為：導電性下降。

最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。