[发明专利]透明导电玻璃及其制备方法

说明书

提供一种透明导电玻璃，包括依次层叠的透明玻璃层、金属导电网络层和石墨烯层。还提供该透明导电玻璃的制备方法。本发明在有金属网络层的玻璃上直接生长石墨烯作为保护层与导电层的方法，所述方法可大大提高石墨烯‑金属网络透明导电玻璃的稳定性与均匀性，且该方法可以用于大规模放量生产。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种石墨烯-金属网络透明导电玻璃及其制备方法。

背景技术

透明导电玻璃具有传统玻璃的透明性又兼具良好的导电性，具有极大的市场价值，被广泛用于光电领域，比如液晶显示器，触摸控制屏，智能电致变色玻璃以及太阳能电池等领域。在市售的透明导电玻璃中，氧化铟锡(ITO)导电玻璃以其高透光性，导电率等性能占据了最大的市场份额。ITO玻璃是利用溅射、蒸发等多种方法在普通玻璃上镀上一层ITO膜而成的。其中的金属铟是稀缺元素，自然储量有限，即将消耗殆尽，导致价格上涨迅速，而迅猛发展的平板显示，智能家居等市场将会加剧这一趋势，因此迫切需要寻找一种新型的透明导电材料。

当前ITO的替代材料主要有以下几种：碳纳米管(CNT)、石墨烯、金属网格及金属纳米线(NW)、导电聚合物以及上述材料的复合结构。其中金属网格及金属纳米线具有非常好的导电性与透光性，但是极易被氧化、稳定性差、不耐使用；而石墨烯与碳纳米管拥有非常好的稳定性，但是单独使用存在导电性差的问题。将石墨烯与金属网络复合制备出的透明导电材料表现出了极佳的性能，极有可能成为取代ITO的最佳选择。但是目前制备石墨烯与金属复合导电材料的方法极其有限，且大多数是采用液相的方法来制备操作过程复杂，难以放大，最重要的是此类方法面临的均匀性的问题难以解决。

发明内容

为克服现有技术的不足，制备出性能稳定的透明导电玻璃及其制备方法。

本发明一方面提供一种透明导电玻璃，包括依次层叠的透明玻璃层、金属导电网络层和石墨烯层。

根据本发明的一实施方式，所述金属导电网络层的厚度是2-300nm。

根据本发明的另一实施方式，所述金属导电网络层由铜、镍、银和金中的一种或多种形成。

根据本发明的一实施方式，所述金属导电网络层包括金属纳米线层和/金属网格层。

根据本发明的一实施方式，所述金属网格层的厚度为10-300nm，网格的线宽为2-6μm，相邻线之间间距为50-200μm。

根据本发明的另一实施方式，所述石墨烯层由1-3层石墨烯组成。

根据本发明的另一实施方式，所述透明导电玻璃的面电阻为10-2000欧方。

本发明另一方面提供一种透明导电玻璃的制备方法，包括：S1，在玻璃基底表面进行金属网络的制备，形成金属导电网络层；S2，在覆盖有所述金属导电网络层的玻璃表面生长石墨烯层。

根据本发明的一实施方式，所述金属导电网络层为金属纳米线涂覆形成或蒸镀金属网格层形成。

根据本发明的一实施方式，所述金属纳米线涂覆的方法包括喷涂、棒涂和旋涂中一种或多种形成。

根据本发明的另一实施方式，通过化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积生长石墨烯层。

根据本发明的另一实施方式，所述化学气相沉积的条件是：温度为1000-1100℃、常压、通入碳源生长30-120min。

根据本发明的另一实施方式，所述等离子体增强化学气相沉积的条件是：发生功率为50-400W、温度为300-800℃、压力小于200Pa、通入碳源生长5-60min。

根据本发明的另一实施方式，所述碳源为甲烷、乙烷、乙烯和乙炔中的一种或多种。