[发明专利]一种银纳米线与金属氧化物复合制备透明导电薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种银纳米线与金属氧化物复合制备透明导电薄膜的方法，先将银纳米线‑乙醇分散溶液在玻璃基底上进行成膜得到银纳米线薄膜，再在银纳米线薄膜上旋涂金属氧化物前体溶液，然后退火，制备得到银纳米线与金属氧化物复合的透明导电薄膜；银纳米线是将硝酸银‑乙二醇溶液加入至混合溶液中，加热反应后冷却至室温，收集沉淀物得到；混合溶液是将聚乙烯吡咯烷酮‑乙二醇溶液和有机胺盐酸盐‑乙二醇溶液混合得到；银纳米线直径尺寸主要在100～150nm，长度大于80μm；银纳米线与金属氧化物复合的透明导电薄膜的方块电阻为3～17ohm/sq，透过率大于80％。本发明的方法，利用银纳米线与金属氧化物复合制备得到的透明导电薄膜，导电性好、透过率高。

技术领域

本发明属于导电薄膜技术领域，涉及一种银纳米线与金属氧化物复合制备透明导电薄膜的方法。

背景技术

透明导电薄膜是许多光电设备的关键组成部分，如平板显示器、柔性传感器、抗静电材料、有机发光二极管和太阳能电池等。近年来，随着光电器件的市场需求不断扩大，透明导电薄膜的研究引起了人们的广泛关注，各种用于制备导电薄膜的材料也得到了深入的探究。众所周知，在这一方面应用最多的材料是铟掺杂二氧化锡（ITO），它作为一种高导电且具有高透过率的透明导电薄膜，占据着市场的最大份额。然而，铟作为ITO的主要原材料，其资源稀缺导致生产成本上升，且ITO的制备周期长、制备工艺繁琐、脆性较大，满足不了在柔性电子产品方面的要求。因此，我们需要寻找一些ITO的替代物，以满足更高性能的电子产品的需求。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种银纳米线与金属氧化物复合制备透明导电薄膜的方法。其中银纳米线网络的电阻率小，透明度高，制造过程简便，且生产成本低，是替代ITO的最佳选择。同时，本发明将银纳米线与金属氧化物进行复合来解决银纳米线薄膜与基底粘接性能差、热稳定性差和易氧化等问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种银纳米线与金属氧化物复合制备透明导电薄膜的方法，先将银纳米线-乙醇分散溶液在玻璃基底上进行成膜得到银纳米线薄膜，再在银纳米线薄膜上旋涂金属氧化物前体溶液，然后在200 ℃温度条件下退火4~6 min后制备得到银纳米线与金属氧化物复合的透明导电薄膜；

所述银纳米线-乙醇分散溶液是将银纳米线分散在乙醇中得到；

所述银纳米线是将硝酸银-乙二醇溶液加入至混合溶液中，加热至110~180 ℃并反应2~12 h后冷却至室温，收集沉淀物得到；

混合溶液是将聚乙烯吡咯烷酮-乙二醇溶液和有机胺盐酸盐-乙二醇溶液混合均匀得到；

聚乙烯吡咯烷酮-乙二醇溶液、硝酸银-乙二醇溶液和有机胺盐酸盐-乙二醇溶液是分别将聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银和有机胺盐酸盐溶于乙二醇中得到；

所述银纳米线直径尺寸主要在100~150nm，长度大于80μm；

银纳米线与金属氧化物复合的透明导电薄膜的方块电阻为3~17ohm/sq，透过率大于80%，与ITO相媲美。

作为优选的技术方案：

如上所述的方法，所述成膜采用喷涂法，成膜工序中喷枪与玻璃基底的距离为8.0~10 cm，喷枪压力设置为100~150 kPa，玻璃基底置于加热台上，加热台温度设置为200~250℃。喷枪与玻璃基底的距离、喷枪压力是调节银纳米线薄膜的方块电阻与透过率的，加热台温度为200~250℃时，在喷涂过程中乙醇挥发速率快，易于快速成膜。

如上所述的方法，旋涂时玻璃基底的转速为2500 ~2800rpm，旋涂时间为10 ~15s。