[发明专利]一种以锡网为模板制备的透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透明导电薄膜及其制备方法。所述方法是以锡化合物纤维为模板，通过在真空或还原性气氛中煅烧，得到与基板结合良好、线间具有较好连接的纳米锡网，再利用锡对导电金属化合物的还原性能，在纳米锡网表面获得导电层，从而实现透明导电薄膜的制备；由于所述金属锡网在制备过程中还原的温度高于金属锡的熔点，使得金属锡发生熔化，制备得到的透明导电薄膜中金属锡线在交叉处融合连接，还可以更好地实现与基板的结合，这种以金属锡为网线内芯的结构可降低稀贵资源的使用，有利于降低成本、提高产品价格竞争力，降低稀贵金属的利用，实现资源可持续性发展。所述制备方法简单、反应周期短、易于操作，具有大规模工业化生产的前景。

技术领域

本发明涉及一种以锡网为模板制备的透明导电薄膜及其制备方法，属于透明导电薄膜制备技术领域。

背景技术

透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜，其在太阳能电池、显示器和其他许多光伏行业得到广泛的应用。氧化铟锡(ITO)因具有较高的导电和光学透明性，目前已经成为一种广泛应用的商业化的透明导电薄膜，但是铟资源稀缺，因而开发出高透明、高导电、廉价的透明导电薄膜已是大势所趋。金属膜系以其优异的导电率受到青睐，其中金属纳米线(目前主要是银线)为代表的金属膜系是最被看好的ITO替代品之一。但由于金属纳米线之间存在接触电阻，这严重影响了薄膜的电导率。文献(Adv.Mater.,2016,28(33):7167)报道了一种通过滴加银胺溶液使纳米线结合处连接的方法，使薄膜的方阻从25.9Ω·sq^-1降低到了7.5Ω·sq^-1，说明改善纳米线间连接性对提高透明导电薄膜的导电性有显著作用。

目前主要商业应用的透明导电薄膜以金、银、铜等为主，而这些金属资源稀缺，价格昂贵，因此，开发出一种全新的替代产品，将具有广阔的研究意义和应用前景。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以锡网为模板制备的透明导电薄膜及其制备方法。该方法是以锡化合物纤维为模板，通过在真空或还原性气氛中煅烧，得到与基板结合良好、线间具有较好连接的纳米锡网，最后利用锡对导电金属化合物的还原性能，在纳米锡网表面获得导电层，从而实现透明导电薄膜的制备。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种制备透明导电薄膜的方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：将锡化合物纤维的悬浮溶液涂覆到透明基材表面，得到表面带有锡化合物纳米纤维的透明基材；

步骤2：将步骤1得到的表面带有锡化合物纳米纤维的透明基材进行还原煅烧，得到表面带有纳米锡网的透明基材；

步骤3：将步骤2得到的表面带有纳米锡网的透明基材浸入导电金属化合物溶液，得到透明导电薄膜。

根据本发明，步骤1中，所述的锡化合物包括所有可热还原为金属锡的锡化合物，如氧化锡、氧化亚锡、硫酸亚锡、硫化锡、硫化亚锡、草酸亚锡、碳酸亚锡、脂肪酸锡(如辛酸亚锡)、烷基锡(如四正丁基锡)中的一种或其混合物。

根据本发明，步骤1中，所述的锡化合物纤维是由上述相应的锡化合物制备得到的，所述制备方法是现有技术中的任一种方法。

根据本发明，步骤1中，所述的锡化合物纤维的直径为10～1000nm，如10～15nm、15～20nm、30～50nm、50～80nm、80～100nm、100～200nm、300～500nm、500～800nm，所述的锡化合物纤维的长度为0.05～500μm，如100～200nm、200～300nm、300～500nm、500～800nm、1200～2000nm、2000～3000nm、3000～5000nm、10～20μm。