一种银纳米线网格电极的制备方法技术

为克服现有技术中制备银纳米线网格电极时退火温度高的问题，本发明专利技术提供一种银纳米线网格电极的制备方法，包括：S1、清洗衬底：将衬底分别在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗，氮气吹干；S2、制备银纳米线乙醇混合液；S3、采用银纳米线乙醇混合液，通过滴涂成膜方法在衬底上制备银纳米线网格，干燥；S4、将聚四氟乙烯板置于银纳米线网格上，在100℃以下的温度下经聚四氟乙烯板对银纳米线网格均匀持续施加14千克以下的压力，持续5～35分钟，形成银纳米线网格电极。本发明专利技术提供的方法熔接的银纳米线网格电极所需的温度较低，满足柔性器件对退火温度的需求，可应用于有机发光二极管、薄膜晶体管和太阳能电池等光电器件中。

A preparation method of silver nanowire grid electrode

In order to overcome the high annealing temperature to prepare silver nanowire grid electrode when the problems in the prior art, the invention provides a method for preparation of silver nanowire grid electrode includes: S1, cleaning the substrate: substrate respectively in trichloroethylene, acetone, ethanol, deionized water, ultrasonic cleaning, drying with nitrogen; S2, preparation silver nanowires ethanol mixed solution; S3, the silver nanowires and alcohol mixture, by drop coating method for preparation of silver nanowire grid on the substrate, drying; S4, the PTFE plate is arranged on the silver nanowire grid, 100 degrees below the temperature of the Teflon plate of silver nanowires uniform grid continued to exert pressure below 14 kg, for 5~35 minutes, the formation of silver nanowire grid electrode. The silver nanowire grid electrode provided by the present invention needs lower temperature to meet the requirement of the flexible device for annealing temperature, and can be applied to organic light-emitting diodes, thin film transistors and solar cells and other photoelectric devices.

【技术实现步骤摘要】
一种银纳米线网格电极的制备方法
本专利技术属于纳米光电子材料制备领域，特别涉及一种银纳米线网格电极的制备方法。
技术介绍
在信息化时代的背景下，光电器件日新月异的发展，其中，透明导电薄膜作为重要的电极材料广泛应用于各种光电器件中，如有机发光二极管、薄膜晶体管、平板显示器和太阳能电池，应用前景十分广阔。目前，在透明导电薄膜市场中，铟锡氧(ITO)等金属氧化物薄膜占据着主要的份额。但是，由于地球地壳中铟元素含量的不足，使得ITO薄膜的成本在过去的十年里迅速增加。而且，随着有机和柔性电子器件的蓬勃发展，传统的金属氧化物导电薄膜无法满足柔性器件的需求，寻找下一代替代材料成为透明导电领域研究热点，相比较随机排布的银纳米线网格结构较于石墨烯、碳纳米管、有机聚合物、刻蚀的金属网格等新型透明导电材料在制备工艺、衬底选择性、导电性和宽光谱高透过性等方面都具备一定的优势。然而，随机排布的银纳米线仅靠溶液蒸发的毛细力及自身重力搭接使得银纳米线之间存在着较大的接触电阻，限制了银纳米线网格电极的直接应用。传统降低银纳米线间接触电阻的方法为在150℃～170℃的退火炉中烧结，使得银纳米线之间达到熔接状态。传统方法较高的退火温度影响柔性衬底的应用，无法满足柔性器件的需求。所以，现阶段急需一种低成本、工艺简单、易于大规模化生产的方法降低银纳米线间的熔接温度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中制备银纳米线网格电极时退火温度高的问题，提供一种银纳米线网格电极的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：提供一种银纳米线网格电极的制备方法，包括以下步骤：S1、清洗衬底：将衬底分别在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗，氮气吹干；S2、制备银纳米线乙醇混合液；S3、采用银纳米线乙醇混合液，通过滴涂成膜方法在衬底上制备银纳米线网格，干燥；S4、将聚四氟乙烯板置于银纳米线网格上，在100℃以下的温度下经聚四氟乙烯板对银纳米线网格均匀持续施加14千克以下的压力，持续5～35分钟，使银纳米线网格熔接，形成银纳米线网格电极。优选的，所述步骤S1中，将衬底依次在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中依次超声清洗5分钟，然后氮气吹干。优选的，所述步骤S2中，采用无水乙醇溶液将银纳米线悬浊液稀释，得到浓度为0.01～0.2毫克/毫升的银纳米线乙醇混合液。优选的，所述银纳米线乙醇混合液包括银纳米线和无水乙醇组成；所述银纳米线乙醇混合液中，银纳米线的浓度为0.1毫克/毫升。优选的，所述银纳米线乙醇混合液中，银纳米线的长度为5～10微米，直径为60～90纳米。采用上述特征的银纳米线利于在本专利技术提供的方法下有效的热压熔接，保证银纳米线网格电极的品质。优选的，所述步骤S3包括：使用移液枪定量将银纳米线乙醇混合液滴涂在衬底上，使银纳米线乙醇混合液平铺满整个衬底，干燥；重复6～12次，得到银纳米线网格。进一步优选为使用移液枪取0.1毫克/毫升银纳米线乙醇混合液10微升滴涂在衬底上，溶液平铺满整个衬底，待溶液自然蒸发，银纳米线通过自身重量自然沉降在衬底上。优选的，重复所述步骤S3，使衬底上银纳米线网格的沉积浓度为60～120毫克/平方米。优选的，重复所述步骤S3，使衬底上银纳米线网格的沉积浓度为80毫克/平方米。上述沉积浓度的银纳米线网格利于保证制备得到的银纳米线网格电极的高透过率和低面电阻。优选的，所述步骤S3之后步骤S4之前还包括采用漫透过测试法测试银纳米线网格的透过率，并且，采用平行四探针测试方法测试银纳米线网格的面电阻，使得到银纳米线网格的透过率在90％以上，并且面电阻为1000欧姆/方块以下。结合上述方法对步骤S3制备的银纳米线网格进行检测，控制制备的银纳米线网格的品质，从而进一步保证制备得到的银纳米线网格电极的高透过率和低面电阻。优选的，所述步骤S4中，对银纳米线网格热压10～30分钟。通过本专利技术的方法制备得到的银纳米线网格电极在550纳米波长下透过率为91％，面电阻为400欧姆/方块以下，光电性能品质因数为9.74×10-4ohm以上。该银纳米线网格电极品质优异。最优情况下，所述银纳米线网格电极在550纳米波长下透过率为91％以上，面电阻为26欧姆/方块以下，光电性能品质因数能够达到14.98×10-3ohm。(Haacke在1976年定义了薄膜材料品质因数(ΦTE)来评估其光电性能，即使用公式ΦTE＝T10/Rs，其中T为薄膜的透过率，Rs为薄膜面电阻。)与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的种热压熔接银纳米线网格电极的制备方法制备工艺简单，利用简单的辅助压力大幅度地降低了银纳米线之间相互熔接所需要的温度，为柔性器件的制备提供很好的支撑条件。(2)本专利技术制备的银纳米线网格结构为后续的钝化层复合提供了有利的制备条件，钝化层可直接覆盖在银纳米线网格结构上，在大气环境下加热100℃进行热压处理，优化了制备工艺，可大规模化生产。附图说明图1是实施例1制备不同沉积浓度的银纳米线网格的漫透过谱图；图2是实施例1制备不同沉积浓度的银纳米线网格的面电阻变化图；图3是实施例2～6以及对比例1制备的银纳米线网格电极在不同重量热压处理后面电阻的变化图；图4是实施例6制备的银纳米线网格电极在热压处理后漫透过谱图；图5是实施例2～6以及对比例1制备的银纳米线网格电极在不同重量热压处理后扫面电子显微镜图片；图6是对比例2制备的银纳米线网格电极在不同时间热压处理后面电阻的变化图。图7是对比例2制备的银纳米线网格电极在40分钟热压处理后扫面电子显微镜图片。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例用于说明本专利技术公开的银纳米线网格电极的制备方法。(1)清洗衬底，分别在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗，氮气吹干。(2)取适量银纳米线乙醇悬浊液，加入一定量的无水乙醇溶液，将银纳米线悬浊液稀释到浓度为0.1毫克/毫升。(3)采用滴涂成膜方法制备银纳米线网格结构的具体步骤：①根据衬底大小，本次使用1平方厘米的石英片，使用移液枪取稀释为0.1毫克/毫升银纳米线悬浊液10微升滴涂在衬底上，溶液平铺满整个衬底，待溶液自然蒸发，银纳米线通过自身重量自然沉降在衬底上。②再进行下一次等量溶液滴涂，按此步骤循环4次、6次、8次、10次和12次，分别得到沉积浓度为40毫克/平方米、60毫克/平方米、80毫克/平方米、100毫克/平方米和120毫克/平方米的银纳米线网格，待溶液完全干燥，表征其光电特性，主要包括测试银纳米线网格的透过率和面电阻，银纳米线网格的透过率采用漫透过测试法，银纳米线网格的面电阻的测试采用平行四探针测试方法，测试结果如图1和图2所示。综合考虑不同沉积浓度的银纳米线网格的光电性能，作为透明电极不仅需要较低的面电阻，其透过率应尽量保持在90％以上，所以建议选取60-100毫克/平方米(80毫克/平方米最优)沉积浓度的银纳米线网格结构做后续处理。40毫克/平方米沉积浓度的银纳米线网格面电阻过高而120毫克/平方米的银纳米线网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银纳米线网格电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、清洗衬底：将衬底分别在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗，氮气吹干；S2、制备银纳米线乙醇混合液；S3、采用银纳米线乙醇混合液，通过滴涂成膜方法在衬底上制备银纳米线网格，干燥；S4、将聚四氟乙烯板置于银纳米线网格上，在100℃以下的温度下经聚四氟乙烯板对银纳米线网格均匀持续施加14千克以下的压力，持续5～35分钟，使银纳米线网格熔接，形成银纳米线网格电极。

【技术特征摘要】
1.一种银纳米线网格电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、清洗衬底：将衬底分别在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗，氮气吹干；S2、制备银纳米线乙醇混合液；S3、采用银纳米线乙醇混合液，通过滴涂成膜方法在衬底上制备银纳米线网格，干燥；S4、将聚四氟乙烯板置于银纳米线网格上，在100℃以下的温度下经聚四氟乙烯板对银纳米线网格均匀持续施加14千克以下的压力，持续5～35分钟，使银纳米线网格熔接，形成银纳米线网格电极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将衬底依次在三氯乙烯、丙酮、无水乙醇、去离子水中依次超声清洗5分钟，然后氮气吹干。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用无水乙醇溶液将银纳米线悬浊液稀释，得到浓度为0.01～0.2毫克/毫升的银纳米线乙醇混合液。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米线乙醇混合液包括银纳米线和无水乙醇组成；所述银纳米线乙醇混合液中，银纳米线的浓度为0.1毫克/毫升。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫兴振，杨小天，迟耀丹，周路，初学峰，王欢，杨帆，王超，王冠达，郭启，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22