[发明专利]一种柔性Ag/Zn导电薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种柔性Ag/Zn导电薄膜及其制备方法和应用。该Ag/Zn导电薄膜的制备方法包括以下步骤：步骤1：将银粒和锌粒分别去除表面杂质并清洗干燥；步骤2：将基底处理成方形片，浸入乙醇溶液中超声处理，再采用紫外臭氧处理；步骤3：将预处理得到的银粒和锌粒混合均匀后采用真空旋转蒸镀法将其负载于基底上。本发明的柔性Ag/Zn导电薄膜的导电层形貌为Ag纳米粒子与Zn纳米粒子的复合物，粒径均一，电子迁移率高，导电性与透光性良好，并且导电层与透明基底层结合力强。此外，本发明制备柔性导电薄膜的时间较短，可在20~40 min完成整个流程，工艺路径短，操作简单，成本低，适合于商业生产。

技术领域

本发明涉及柔性电子器件技术领域，具体涉及一种柔性Ag/Zn导电薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

基于柔性基底的钙钛矿太阳能电池能够轻易与其他电子器件相结合，从而推动可穿戴电子设备的快速发展与广泛应用，受到了人们的特别关注。近年来，该类电池的发展十分迅速，效率已经从最初的2.62％提高到了20％以上。到目前为止，用于柔性钙钛矿太阳能电池的基底通常为负载于PEN或PET塑料薄膜表面的氧化铟锡(ITO)，但ITO的内在脆弱性在弯曲后容易引起器件开裂，影响柔性器件的稳定性。

目前，用于替代ITO的材料有银纳米线(Ag-NWs)、铝掺杂氧化锌(AZO)、碳纳米管(CNT)、石墨烯等，但总体来讲，各类薄膜与PET/PEN的复合工艺较复杂、成本较高，且复合后柔性导电基底所表现出的透光率与导电率也差强人意。因此，寻找一种高透光性、高导电率的薄膜材料来替代ITO作为柔性基底对于钙钛矿太阳能电池的商业应用具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种柔性Ag/Zn导电薄膜及其制备方法和应用，其制备方法是通过简易蒸镀法将Ag/Zn负载于PET/PEN表面形成导电薄膜，薄膜结合性高、导电率与透光率强。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种柔性Ag/Zn导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将银粒和锌粒分别去除表面杂质并清洗干燥；

步骤2：将基底处理成方形片，浸入乙醇溶液中超声处理，再采用紫外臭氧处理；

步骤3：将预处理得到的银粒和锌粒混合均匀后采用真空旋转蒸镀法将其负载于基底上，即得。

进一步地，所述基底采用PET或者PEN塑料基底。

进一步地，所述银粒和所述锌粒的质量比为1：(0.8～1.2)。

进一步地，所述真空旋转蒸镀法实施采用的装置包括装置本体，所述装置本体内设有蒸镀室，所述蒸镀室内设有用于放置银粒/锌粒混合料的电极盘，所述电极盘上方设有用于放置基底片的卡槽，所述卡槽连接外置旋转电机；所述蒸镀室通过管道外接抽真空仪。

优选地，所述电极盘与所述卡槽的垂直距离为15cm。

进一步地，所述电极盘的材质为金属钼或金属钨。

进一步地，所述真空旋转蒸镀法的控制参数为：转速为60～120rpm，真空度为0.6Pa以下，蒸镀电流15～25A预热3～5min后升至40～50A蒸镀。

第二个方面，本发明提供一种柔性Ag/Zn导电薄膜，是采用上述制备方法获得。

优选地，所述柔性Ag/Zn导电薄膜中Ag的质量含量为0.15～0.35mg/cm²，Zn的质量含量为0.15～0.35mg/cm²。

第三个方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，采用的是上述柔性Ag/Zn导电薄膜。