[发明专利]一种制备大尺寸银纳米线电极的方法

说明书

本发明公开了一种制备大尺寸银纳米线电极的方法，属于光电器件制备技术领域，具体为：(1)将银纳米线墨水于溶剂混合均匀，配制成稀释墨水；(2)将稀释墨水滴加在基底表面，用迈耶棒均匀涂布成膜；(3)置于发热光源下干燥，即得到均匀的银纳米线电极。利用本发明提供的方法制备的银纳米线电极，均匀性良好，各区域方阻值相对集中且数值较小，电极的整体电学性能得到明显提升。

技术领域

本发明属于光电器件制备技术领域，具体涉及一种制备大尺寸银纳米线电极的方法。

背景技术

透明的导体是许多光电器件的核心组件，比如触摸屏、液晶显示器(LCDs)、有机发光二极管(OLEDs)、太阳能电池等，这些器件的使用最近呈现非常迅速的增长。传统的氧化铟锡(ITO)和氟掺杂氧化锡(FTO)常被用于制备这些器件。这些电极或者导电膜一般通过真空磁控溅射来制备，具有高导电性，高透光性和热稳定性等优异性能。然而这些金属氧化物的制备成本高，制备过程的温度很高,并且这些金属氧化物性质较脆，柔性较差，限制了他们的进一步应用。

最近报道了许多可替代的透明电极(TCEs)，例如碳纳米管(CNTs)、石墨烯、导电高分子聚合物和银纳米线(Ag NWs)等等。其中，导电高分子聚合物的导电性和稳定性差，碳基纳米材料的光透过性和导电性相对较低。金属由于具有高的自由电子密度，是地球上导电性最好的材料之一，同时也导致金属在可见光波长范围里有很高的反射率，并不是很透明。但是，当金属的尺寸很小时(比可见光波长还小)，在维持良好的导电性的同时能够具有很高的光透过性。银纳米线由于它相对低的成本，高导电性，高透光性和简单的制备过程被广泛认为是合适的替代物。此外，相比传统的氧化物，银纳米线透明导电膜的柔性更好，并且能够通过湿法涂布的方法实现大面积制备。

对于触摸屏应用方面，透明导电薄膜的方阻的均匀性是最重要的质量因素之一。然而银纳米线透明导电薄膜的均匀性远低于氧化铟锡(ITO)。制备银纳米线电极的常规方法为首先将银纳米线墨水均匀涂布在基底上，然后待溶剂挥发后制成银纳米线电极。现在有很多文献报道制备出了方阻很小，透光率很大的银纳米线电极，但是实际上这些电极的均匀性很差，方阻数值偏离平均值的标准偏差高达30％，甚至更高。故制备出性质均匀的银纳米线透明导电薄膜对于光电器件及柔性电子的长足发展都是很有帮助的。

制备银纳米线电极主要分成两个步骤，第一个步骤为将银纳米线墨水均匀分布在基底上；第二个步骤为将基底上的墨水中的溶剂挥发完全。

对于第一个步骤，现在的常见方法为旋转涂布法和提拉法。当制备的电极的尺寸很小时，这两种涂布方法制备出的银纳米线电极的均匀性较好，但是当银纳米线电极的尺寸很大时，旋转涂布法和提拉法所制的电极的均匀性较差。其中旋转涂布法所制备的电极银纳米线电极分布为中间密度大，周围密度小，导致电极中部的方阻小，透光性低，电极四周的方阻大透光性高。而对于提拉法，所制备的银纳米线电极均匀性较差且没有规律。

对于第二个步骤，现在的常见方法为将电极在室温下置于空气中，待基底上的银纳米线墨水中的溶剂自然挥发完全。这种自然干燥的方法不能杜绝由于质量传输导致的咖啡环效应，使得溶剂挥发完全后银纳米线在基底上分散不均匀，使得银纳米线电极的性质不均匀，降低了银纳米线电极的品质。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种制备大尺寸银纳米线电极的方法，针对上述第一个步骤，本发明采用迈耶棒涂布法；针对上述第二个步骤，本发明采用了一种动态加热法。最终制备出了性质均匀的银纳米线电极。

本发明提供的制备大尺寸银纳米线电极的方法，包括以下步骤：

(1)将银纳米线墨水于溶剂混合均匀，配制成稀释墨水；

(2)将稀释墨水滴加在基底表面，用迈耶棒均匀涂布成膜；

(3)置于发热光源下干燥，即得到均匀的银纳米线电极。