[发明专利]一种复合导电膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合导电膜及其制备方法和应用，所述复合导电膜包括纤维素类物质、石墨烯材料和金属粒子；其中，所述纤维素类物质和石墨烯材料相互搭接，所述金属粒子填充在所述纤维素类物质和石墨烯材料相互搭载形成的空隙处。本发明提供的复合导电膜具有优异的导电性能，同时由于纤维素类物质和石墨烯材料的加入，可以避免金属粒子和空气接触，从而解决了利用金属粒子代替ITO作为导电相时易被氧化的问题。

技术领域

本发明属于导电材料领域，涉及一种复合导电膜及其制备方法和应用。

背景技术

铟锡氧化物(ITO)是目前在光电器件中用来制备导电膜中应用最为广泛的一类材料，ITO导电膜是一种具有导电功能的氧化铟锡薄膜，基材通常为PET材质，是在PET薄膜上形成以稀有金属铟(In)为主要原料的ITO(Indium TinOxide)靶材而制成的。作为一种n型半导体材料，ITO导电膜具有较高的自由载流子浓度(电阻率低)、禁带宽度、可见光谱区光透射率高等光学特征，基于其透光率和导电性能较好，ITO导电膜被广泛应用于平板显示器件、太阳能电池等诸多领域。高的可见光透光率与相当低的电阻率结合在一起，使ITO薄膜成为目前综合性能最优异的透明导电材料之一。

但是，铟锡氧化物价格高、铟资源短缺、材料具有脆性以及铟的毒性等因素而导致其急需被替代，金属银、铜等因其良好的导电性备受关注，CN100549219A公开了一种氧化镓-氧化锌系溅射靶、透明导电膜的形成方法及透明导电膜，其含有20-2000质量ppm的氧化锆，在氧化镓-氧化锌系溅射靶中添加微量的规定元素，可改善其导电性和靶的体积密度，但是制备方法较复杂，且机械强度不太高，限制了其应用。CN101160632A公开了一种金属导电膜的制备方法，其利用金属微粒分散液形成涂覆液，然后涂敷在基材上进干燥压缩处理得到导电膜，其金属微粒选自贵金属粒子、铜粒子或镍等微粒，虽然得到了导电膜，但是金属粒子容易被氧化，例如，铜变为氧化铜之后几乎不导电，从而使其应用受到限制。

因此，需要开发一种新的复合导电膜，使其中包含的金属粒子不易被氧化，从而使其具有优良的导电性能且可同时延长复合导电膜的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合导电膜及其制备方法和应用，复合导电膜中包括的金属粒子不易被氧化，从而使其具有优良的导电性能且可同时延长复合导电膜的使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种复合导电膜，所述复合导电膜包括纤维素类物质、石墨烯材料和金属粒子。

其中，所述纤维素类物质和石墨烯材料相互搭接，所述金属粒子填充在所述纤维素类物质和石墨烯材料相互搭载形成的空隙处。

本发明提供的复合导电膜具有优异的导电性能，同时由于纤维素类物质和石墨烯材料的加入，可以避免金属粒子和空气接触，从而解决了利用金属粒子代替ITO作为导电相时易被氧化的问题。

在本发明中，以复合导电膜的质量为100％计，所述纤维素类物质的含量为90-99.5wt％，例如92wt％、94wt％、96wt％、98wt％、99wt％等。

以复合导电膜的质量为100％计，所述石墨烯材料的含量为0.25-5wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、4.5wt％等。

以复合导电膜的质量为100％计，所述金属粒子的含量为0.25-5wt％，例如0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、4.5wt％等。

本发明中限定了金属粒子的质量百分含量，若金属粒子的含量较少，则可能会影响复合导电膜的导电性；若金属粒子的含量过多，过多的金属粒子容易发生团聚，导致其暴露在空气中而被氧化，从而影响复合导电膜的性能。

优选地，所述金属粒子包括金、银、铜和铝中的任意一种或至少两种的组合，优选银和/或铜。