[发明专利]制备银纳米线透明电极的选择性去除不均匀短线的方法

说明书

本发明公开了一种用于制备银纳米线透明电极的选择性去除不均匀短线的方法，属于柔性透明电极的技术领域。本发明方法：将银纳米线分散液滴涂在基底上，常温下静置至银纳米线分散液在基底上的润湿面积尚未收缩，使用溶剂清洗基底；然后常温下自然干燥，即完成选择性去除部分很短的银纳米线的操作。本发明利用银纳米线分散液中短线和长线向基底沉积的速率不同而选择性地分离短线，大幅度地降低了对导电性几乎无贡献的0‑10μm短线的比例，可以提高银纳米线透明电极的光电性能。此外，本发明具有操作简单，无需复杂设备，耗时短，试剂消耗少，成本低的优势。

技术领域

本发明属于柔性透明电极的技术领域；具体涉及一种用于制备银纳米线透明电极的选择性去除不均匀短线的方法，本发明方法提高银纳米线透明电极的光电性能。

背景技术

柔性电子器件是当前学术界和产业界的重点研究领域之一，导电性纳米材料和柔性基底构成的柔性透明电极是众多新型柔性电子器件的基础。银纳米线因其优异的导电性、良好的柔韧性和优良的可靠性成为制备柔性透明电极最具前景的材料之一。

多元醇法因其产量高、成本低、产物可控等优势而成为目前合成银纳米线最主流的方法。尽管这种方法可以通过调整各反应物的浓度和比例以及温度等条件来实现纳米线尺寸的调控，但溶液中反应的特点使各纳米线的形核和生长不可能完全同步进行，决定了产物尺寸不可能完全均一，必然仍含有部分颗粒和短线。由于长度很小的纳米线不能或者只有一小部分可以相互接触而形成导电网络，因此对银纳米线透明电极的导电性没有或者只有很小的贡献，而这部分短线的存在却必然降低透明电极的透过率。因此，选择性去除这部分短线，可以增大银纳米线的平均长度，可以预期，银纳米线透明电极的光电性能将得到提高。

多次离心清洗是处理银纳米线母液的常用方法，但这种方法对分离和去除短线基本不起作用。抽滤法可以去除产物中的颗粒和部分短线，但滤孔易被纳米线堵塞，因此随着时间的延长，分离效率会大幅下降。专利201510472685.4公开了一种通过水力旋流器分离银纳米线的方法，该方法用于将银纳米线从母液中分离出来。从原理上来说，该方法可以较好地分离产物中的纳米颗粒，但没有证据表明该方法可以有效分离产物中的短线。

发明内容

本发明针对现有方法无法分离纳米线中的短线或效率很低的缺点，提供一种用于制备银纳米线透明电极的选择性去除不均匀短线的方法，本发明方法利用银纳米线分散液滴涂过程中长线较快吸附在基底上，而短线悬浮在分散液中较慢沉降的特点达到分离短线的目的，简单高效，成本低廉，无需复杂设备。

为解决上述技术问题，本发明一种用于制备银纳米线透明电极的选择性去除不均匀短线的方法是由下述步骤完成的：

将银纳米线分散液滴涂在基底上，常温下静置至银纳米线分散液在基底上的润湿面积尚未收缩，使用溶剂清洗基底；然后常温下自然干燥，即完成选择性去除部分很短的银纳米线的操作。

进一步限定，所述银纳米线分散液是将采用多元醇法制备的银纳米线母液经过提纯后分散得到的，分散剂是无水乙醇或水。

清洗用溶剂为无水乙醇或水，可与分散剂相同也可以不相同。

清洗的方法为浸没溶剂中，或者冲洗。

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，还可以是柔性且透明基底，如硅基底。

本发明的银纳米线分散液在基底上的润湿面积尚未收缩(尚未完全挥发之前)，即已经被分散液润湿的表面尚未因分散液的挥发而露出，具体等待时间因分散液中所用溶剂的挥发速度不同而不同，对于无水乙醇和水分别为几十秒和几十分钟；分散剂采用无水乙醇一般静置20-25s；分散剂采用水，一般静置30-60分钟，使用溶剂清洗基底，使未挥发的分散液被溶剂稀释而洗去。

本发明被部分去除的短线的长度小于或等于10μm。