[发明专利]一种柔性太阳能电池、银纳米线透明导电电极、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种银纳米线透明导电电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)配置银纳米线分散液，将其沉积在衬底之上，热退火得到原始透明导电电极；(2)将步骤(1)制备的原始透明导电电极置于还原性浸泡液中浸泡，浸泡完成后取出并用水和/或低沸点醇洗涤，得到还原性浸泡液处理后的透明导电电极；(3)将步骤(2)中得到的还原性浸泡液处理后的透明导电电极热退火，即得。本发明采用氯化亚锡还原性溶液处理采用银纳米线的方式，显著提升了银纳米线透明导电电极的电学性能、氧化和热稳定性能，从而进一步提高了采用该银纳米线透明导电电极的柔性有机太阳能电池的电学性能，能量转换效率和机械稳定性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池器件技术领域，特别涉及柔性太阳能电池、银纳米线透明导电电极、制备方法及应用。

背景技术

伴随着科技的进步，社会的发展以及人们日常生活中需求的变化，基于硬质玻璃等基底的传统电子器件应用极大被其刚性所限制。现代产品逐步倾向柔性化、微型化和集成化方向发展，并且逐步衍生出柔性电子皮肤、健康监测、柔性可折叠显示、高灵敏柔性传感和可穿戴电子设备等功能化领域，具有更为广阔的应用前景。柔性透明导电电极作为柔性电子器件的核心，在许多的应用领域，是需要满足高导电率的同时，在可见光范围内具有高透度和具有一定的力学变形能力。相比于易脆昂贵的氧化铟锡(ITO)电极，基于溶液处理的二维银纳米线网络(AgNWs)透明导电电极具有可与ITO相媲美的片电阻和透光率，且具有高比表面积、延展性和机器强度等柔性特质，成为低成本制备柔性透明导电电极的最有应用前景的材料。尽管在2011年东丽薄膜加工公司和日本写真印刷公司将银纳米线透明导电薄膜产品化，但银纳米线线基透明导电薄膜在实际的制备和应用中都存在很多的问题，如在透明导电电极与其透光率是需要达到一个最优平衡，往往在提高银纳米线导电电极时会引起透光率的下降；银纳米线透明导电电极在柔性电子设备制备过程中也往往会面临高温或腐蚀的过程，银纳米线的表面的银离子迁移特质也使得其在高温时或空气重易失效，此外银纳米线透明导电电极本征功函数以及其高粗糙度并未引起重视，而柔性透明导电电极功函数的匹配和低粗超度的表面同样是制备高效的柔性电子设备的关键。因此寻求一种有效方式来赋予银纳米线透明导电电极更高的导电率、热稳定性、低粗超度及机械稳定性尤为重要。

因鉴于此，特提出此发明。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提供了一利用简易溶液法处理柔性银纳米线透明导电电极及其在柔性有机太阳能器件方面的应用。通过在溶液中浸泡银纳米线透明电极一定时间，在不损失导电透明电极透光率的前提下，实现银纳米线透明导电电极导电性的提高，同时提高银纳米线柔性透明导电电极的耐热耐氧化稳定性，降低粗超度和调节功函数，该方法操作简便，成本低，适用于柔性电子器件及设备中柔性电极的大规模制备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，一种银纳米线透明导电电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)配制银纳米线分散液，将其沉积在衬底之上，热退火得到原始透明导电电极；

(2)将步骤(1)制备的原始透明导电电极置于还原性浸泡液中浸泡，浸泡完成后取出并用水和/或低沸点醇洗涤，得到还原性浸泡液处理后的透明导电电极；

(3)将步骤(2)中得到的还原性浸泡液处理后的透明导电电极热退火，即得。

优选或可选地，所述衬底为无机材质基材或有机塑料薄膜基材。

优选或可选地，所述银纳米线分散液的浓度为0.1-0.3wt％，优选的为0.2wt％。

优选或可选地，步骤(1)中所述的沉积的方式为旋涂法或刮涂法。

优选或可选地，步骤(1)中，所述热退火的温度为80℃-150℃，优选为100-150℃，时间为10-30min。