一种银纳米线透明导电薄膜以及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种银纳米线透明导电薄膜以及制备方法，包括基片以及依次覆在基片上的银纳米线涂层和氧化钛涂层，所述氧化钛涂层和银纳米线层中的银形成类似Ag‑Ti合金价键的结构。本发明专利技术引入有氧化钛(TiOx)层，该氧化钛层和银纳米线层中的银形成类似Ag‑Ti合金价键的结构，一方面可以增强银纳米线之间电学的有效连接，还可以起到粘合剂的作用，增加透明导电薄膜导电均一性；另一方面TiOx层的光学透过性能优良，不会明显降低薄膜的透过率；除此之外，TiOx层还可以保护银纳米线薄膜不被氧化，提高薄膜的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透明导电薄膜，本专利技术尤其涉及一种透明导电薄膜的制备方法，本专利技术属于光伏

技术介绍
透明导电薄膜作为太阳电池、触控屏、平板显示等电子产品的核心部件，有非常大的市场空间。目前广泛应用的氧化铟锡(ITO)由于铟元素的短缺，价格不断上涨，因此开发取代ITO的新型透明导电薄膜就变得十分必要。银纳米线由于具有优良的导电性和柔韧性，而且可使用低成本的溶液涂布制备工艺，被认为可以很好地取代ITO。然而，制备银纳米线透明导电薄膜主要存在的问题是：银纳米线薄膜表面导电性能不均一，且银纳米线之间的电学连接不够有效。该问题影响了银纳米线透明导电薄膜的实际应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种银纳米线透明导电薄膜及其制备方法，增强银纳米线之间电学的有效连接，而且在不会明显降低薄膜的透过率的情况下，增加了透明导电薄膜导电均一性，提高薄膜的稳定性。本专利技术采用以下技术方案：一种银纳米线透明导电薄膜，包括基片以及依次覆在基片上的银纳米线涂层和氧化钛涂层，所述二氧化钛涂层和银纳米线层中的银形成类似Ag-Ti合金价键的结构。进一步，在所述二氧化钛涂层表面覆有聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)涂层。进一步，所述基片和银纳米线涂层之间进一步设置有PVA涂层，该PVA涂层覆在基片表面，银纳米线涂层覆在PVA涂层表面。进一步，所述银纳米线透明导电薄膜的硬度为4H，膜层附着力为5B级,400-780nm波长范围均值透射率大于80％,峰值透射率大于80％，方块电阻大于10Ω/□。一种银纳米线透明导电薄膜的制备方法，在清洗干净的硬质基片上制备银纳米线涂层，之后在170-190℃下处理15-30min，最后将氧化钛溶胶旋涂在银纳米线涂层表面。进一步，依次采用去离子水、丙酮、无水乙醇和去离子水对硬质基片进行清洗，之后采用氧等离子体对硬质基片表面处理。进一步，所述在硬质基片表面引入PVA涂层，所述银纳米线涂层覆在该PVA涂层表面，所述PVA涂层采用旋涂工艺覆在硬质基片表面，旋涂转速600-1500rpm，时间30-60s。进一步，所述银纳米线的的分散液为无水乙醇，银纳米线在无水乙醇中的浓度为0.2-2mg/ml。进一步，所述氧化钛溶胶的制备方法为：无水乙醇和二乙醇胺在30-50℃水浴中搅拌均匀，之后加入钛酸丁酯，在30-60℃水浴中搅拌均匀，加入去离子水，在30-60℃水浴中搅拌均匀，得到淡黄色液体，过滤溶液陈化，其中，无水乙醇：二乙醇胺：钛酸丁酯：去离子水的摩尔比为(50-100)：(2-5)：(5-10):1。进一步，在二氧化钛涂层表面采用旋涂工艺进一步覆有聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)涂层，旋涂转速为1000-4000rpm，时间为10-45s，之后在140-160℃下后处理20-35min。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术引入有氧化钛(TiOx)层，该氧化钛层和银纳米线层中的银形成类似Ag-Ti合金价键的结构，一方面可以增强银纳米线之间电学的有效连接，还可以起到粘合剂的作用，增加透明导电薄膜导电均一性；另一方面TiOx层的光学透过性能优良，不会明显降低薄膜的透过率；除此之外，TiOx层还可以保护银纳米线薄膜不被氧化，提高薄膜的稳定性。【附图说明】为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：图1为本专利技术的结构示意图；图2为实施例1样品透射率图；图3为实施例2样品透射率图；图4为实施例3样品透射率图；图5为对比例1样品透射率图；附图标记：1-玻璃基片，2-聚乙烯醇(PVA)涂层，3-银纳米线涂层，4-氧化钛(TiOx)涂层，5-聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT：PSS)涂层。【具体实施方式】本专利技术提供了一种对银纳米线透明导电薄膜的表面进行修饰的方法，包括步骤：(1)配制银纳米线分散液，该银纳米线分散液的溶剂是无水乙醇，银纳米线在溶剂中的浓度是0.2-2mg/ml。(2)制备TiOx溶胶：无水乙醇和二乙醇胺在40℃水浴中磁力搅拌8-15min，之后加入钛酸丁酯，在30-60℃水浴中磁力搅拌5-20min，加入去离子水，在30-60℃水浴中磁力搅拌30-60min，得到淡黄色液体。用中速滤纸过滤溶液，之后陈化24-36h。其中无水乙醇：二乙醇胺：钛酸丁酯：去离子水的摩尔比为(50-100)：(2-5)：(5-10):1。(3)清洗玻璃基片：首先用去离子水对基片进行超声清洗10-20min，然后用丙酮进行超声清洗10-20min，之后用无水乙醇进行超声处理10-20min，最后用去离子水进行超声处理10-20min。(4)清洗后的玻璃基片首先进行干燥，之后采用氧等离子体处理基片表面5-10min。(5)采用旋涂的工艺在玻璃基片上引入一层聚乙烯醇(PVA)，用以增加玻璃基片的粘附性，旋涂转速600-1500rpm，时间30-60s。(6)采用喷涂或旋涂方法之一制备银纳米线层。之后在170-190℃下后处理15-30min；(7)把TiOx溶胶旋涂在步骤(6)制备的银纳米线层上，旋涂转速为2000-3000rpm，所用时间为10-45s。之后在140-160℃下后处理5-15min；(8)把聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT：PSS)旋涂在步骤(7)制备的TiOx层上，旋涂转速为1000-4000rpm，所用时间为10-45s。之后在140-160℃下后处理20-35min。实施例1(1)配制银纳米线分散液，该银纳米线分散液的溶剂是无水乙醇，银纳米线在溶剂中的浓度是0.2-2mg/ml。(2)制备TiOx溶胶：无水乙醇和二乙醇胺在40℃水浴中磁力搅拌10min，之后加入钛酸丁酯，在40℃水浴中磁力搅拌10min，加入去离子水，在40℃水浴中磁力搅拌30min，得到淡黄色液体。用中速滤纸过滤溶液，之后陈化24h。其中无水乙醇：二乙醇胺：钛酸丁酯：去离子水的摩尔比为(50-100)：(2-5)：(5-10):1。(3)清洗玻璃基片：首先用去离子水对基片超声清洗10-20min，然后用丙酮超声清洗10-20min，之后用无水乙醇超声处理10-20min，最后用去离子水超声处理10-20min。(4)清洗后的玻璃基片首先进行干燥，之后采用氧等离子体处理基片表面10min。(5)采用旋涂的工艺在玻璃基片上引入一层聚乙烯醇(PVA)，用以增加玻璃基片的粘附性，旋涂转速1000rpm，时间30s。(6)采用喷涂或旋涂方法之一制备银纳米线层。之后在170℃下后处理20min。(7)把TiOx溶胶旋涂在步骤(6)制备的银纳米线层上，旋涂转速为3000rpm，所用时间为30s。之后在140℃下后处理10min。(8)把聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT：PSS)旋涂在步骤(7)制备的TiOx层上，旋涂转速为3000rpm，所用时间为30s。之后在140℃下后处理20min。本实施例制备的银纳米线透明导电薄膜硬度达到4H，膜层附着力为5B级，具有比较好的硬度和膜层附着力。波长-透射率曲线如附图2所示，在玻璃衬底上，样品峰值透射率达到83.35％，4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银纳米线透明导电薄膜，其特征在于：包括基片以及依次覆在基片上的银纳米线涂层(3)和二氧化钛涂层，所述二氧化钛涂层和银纳米线层中的银形成类似Ag‑Ti合金价键的结构。

【技术特征摘要】
1.一种银纳米线透明导电薄膜，其特征在于：包括基片以及依次覆在基片上的银纳米线涂层(3)和二氧化钛涂层，所述二氧化钛涂层和银纳米线层中的银形成类似Ag-Ti合金价键的结构。2.根据权利要求1所述的一种银纳米线透明导电薄膜，其特征在于：在所述二氧化钛涂层表面覆有聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)涂层。3.根据权利要求1所述的一种银纳米线透明导电薄膜，其特征在于：所述基片和银纳米线涂层之间进一步设置有PVA涂层，该PVA涂层覆在基片表面，银纳米线涂层覆在PVA涂层表面。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种银纳米线透明导电薄膜，其特征在于：所述银纳米线透明导电薄膜的硬度为4H，膜层附着力为5B级,400-780nm波长范围均值透射率大于80％,峰值透射率大于80％，方块电阻大于10Ω/□。5.一种银纳米线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：在清洗干净的硬质基片上制备银纳米线涂层，之后在170-190℃下处理15-30min，最后将氧化钛溶胶旋涂在银纳米线涂层表面。6.根据权利要求5所述的一种银纳米线透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：依次采用去离子水、丙酮、无水乙醇和去离子水对硬质基片进行清洗，之后采用氧等离子体对硬质基...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷国伟，赵炎，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61