[发明专利]透明导电复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种透明导电复合薄膜及其制备方法，制备的透明导电复合薄膜包含导电金属纳米线网格以及包裹于所述导电金属纳米线网格上的透明导电金属氧化物，所述透明导电金属氧化物表面具有微纳米尺寸有序结构。本发明的突出优点在于包裹于所述导电金属纳米线网格上的图案化的透明导电金属氧化物不仅可以有效提升导电金属纳米线的耐温性能，而且可以有效增强光透过率。此外，透明导电复合薄膜的制备方法简单可行，无需昂贵的设备。本发明可通过简单的方法提高透明导电薄膜的光电性能、机械性能和耐高温性能，而不影响原始导电薄膜本身的性能，使其更好地应用于显示屏、太阳能电池、发光器件及光电探测器等领域。

技术领域

本发明属于复合功能薄膜材料领域，涉及一种表面具有图案化结构的透明导电复合薄膜及其制备方法。本发明的透明导电复合薄膜可以用于太阳能电池、显示屏、发光器件及光电探测器领域。

背景技术

随着电子工业的快速发展，对于导电材料的要求越来越高。将纳米线尺寸的导电基元进行合理、有效的宏量组装，制备高性能导电材料是未来的研究趋势，具有重要的科学意义和应用前景。

作为纳米线技术的一个重要组成部分，纳米线导电材料可以被用来制作超小电路。导电纳米线材料除具有优良的导电性之外，由于纳米尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。因此其被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能，并已有大量的研究将其应用于太阳能电池。近年来，以金属纳米线为基础的透明导电薄膜成为研究的重要方向，其制备方法多通过旋涂和刮涂将金属纳米线材料均匀分布在基底表面，经过烧结形成所需的导电网格。但是这种导电网格是裸露在基底的表面的，导致薄膜具有较高的反射率、易剥落、耐高温性能差以及平整性能差，无法应用于太阳能电池、显示屏、发光器件及光电探测器。

为了克服上述方法制备的透明导电薄膜的缺点，中国专利申请201510335160.6提出其通过直接在柔性透明薄膜表面刮涂分散有若干纳米银线的溶液形成纳米银线薄膜后，再对形成的所述纳米银线薄膜进行热压，形成具有若干纳米银线分散搭接镶嵌在柔性透明薄膜表面的透明导电薄膜。该方法较其它柔性银纳米线透明导电薄膜的生产工艺要简单，成本相对较低。但是，通过热压的方法将银纳米线与透明基底粘黏，银纳米线容易与透明基底分层，而且此法并没有提高透明导电薄膜的透过和耐热性能。中国专利申请201510419011.8提出通过将纳米银线溶液涂布到基材上，再将氧化物溶胶涂布在纳米银线导电涂层的表面，最后烘烤固化后形成纳米银线透明导电薄膜。这些方法在一定程度上提高透明导电薄膜的机械性能、耐高温性能和导电性，但其透光性能有很大的下降(Morgenstern et al.Appl.Phys.Lett.99,183307(2011))。综上所述，目前基于导电纳米线的透明导电薄膜难以满足实际应用的要求。

基于以上所述，本发明提出一种透明导电复合薄膜及简单高效的制备方法，以提高透明导电薄膜的光电性能、机械性能和耐高温性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种透明导电复合薄膜及其制备方法，以提高透明导电薄膜的光电性能、机械性能和耐高温性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种透明导电复合薄膜的制备方法，所述制备方法包括：1)提供一基底，对所述基底进行预处理，以去除所述基底表面的杂质；2)涂布导电金属纳米线于所述基底表面，以于所述基底表面形成导电金属纳米线网格；3)涂布透明导电金属氧化物溶胶于所述导电金属纳米线网格上，所述透明导电金属氧化物溶胶覆盖所述导电金属纳米线网格；以及4)采用具有微纳米尺寸有序结构的软模板对所述透明导电金属氧化物溶胶进行纳米压印处理，以在所述导电金属纳米线网格上形成表面具有微纳米尺寸有序结构的透明导电金属氧化物。

优选地，所述的基底包含玻璃基板、蓝宝石基板、塑料薄膜基板、太阳能电池、光电传感器以及发光器件所组成群组中的一种。