一种柔性透明电极的制备方法技术

一种柔性透明电极的制备方法，其步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备，(2)Ag/AZO薄膜的制备，(3)Ag/AZO薄膜涂胶，(4)紫外曝光，(5)去除光刻胶进行显影，(6)刻蚀网格，(7)去网格上的光刻胶。本发明专利技术的碳纳米管上复合Ag/AZO薄膜，降低薄膜的方阻，具有良好的光电性能，提高薄膜的耐弯曲能力，可挠性能好，还能减少环境污染，降低制作成本。

A preparation method of flexible transparent electrode

A method for preparing flexible transparent electrodes is described in the following steps: (1) preparation of carbon nanotube films, (2) preparation of Ag/AZO films, (3) coating of Ag/AZO films, (4) UV exposure, (5) photoresist removal for development, (6) etching grids, (7) photoresist removal from grids. The composite Ag/AZO film on the carbon nanotube of the invention can reduce the square resistance of the film, has good photoelectric performance, improves the bending resistance of the film, has good flexibility, reduces environmental pollution and reduces the manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性透明电极的制备方法
本专利技术涉及透明电极
，尤其涉及一种柔性透明电极的制备方法。
技术介绍
目前的透明电极大多是制备在玻璃、陶瓷等硬质衬底上，但是这些硬质衬底不具有柔性、易碎不便于运输，尤其是不能适应未来光电器件的柔性、环保、轻便小型化等的发展趋势，在柔性衬底上制备的柔性透明电极不仅不具有良好光电性能，柔性使其在未来的光电器件更具优势，柔性透明电极可以广泛的应用在触摸屏、便携式太阳能电池、聚合物发光二极管和可穿戴电子等柔性光电器件中，市场需求巨大，目前，氧化铟锡ITO占据了透明电极市场的大部分份额，不过制备时ITO薄膜时所用的原料有毒，对人和环境都造成危害，而且价格昂贵，提高了制造成本，In和Sn均为大原子量元素，容易渗透进入衬底内部，从而毒化衬底，同时，ITO薄膜在氢等离子体环境中易被还原，弯曲时易碎裂，因此，基于上述缺点，人们寻求可以替代ITO的材料，碳纳米管CNT透明导电薄膜因其优异的透光性、导电性和可挠性等方面的特性备受关注，碳纳米管CNT薄膜的透光性越高，其导电性越差，导电性越好，其透光性越低，由于目前所制备的碳纳米管CNT透明导电薄膜导电性能较差，表面较粗糙，而被限制应用范围。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题提供了一种导电性能良好柔性透明电极的制备方法。本专利技术所采取的技术方案：一种柔性透明电极的制备方法，其步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备：采用FCCVD法制备单臂碳纳米管，将单臂碳纳米管处理后配置成悬浮液，通过喷涂法在PET衬底上制成碳纳米管薄膜；(2)Ag/AZO薄膜的制备：采用直流磁控溅射法和射频磁控溅射法在制得的CNT薄膜上面依次镀制Ag薄膜和AZO薄膜；(3)Ag/AZO薄膜涂胶：在镀有CNT/Ag/AZO的衬底PET上使用均胶机旋涂AZ310薄胶，转速3000rad/s、加速度为3000rad/s、旋涂时间为30s；(4)紫外曝光：涂胶后在热板上90℃烘15min，除去胶层内的溶剂后进行紫外曝光，紫外光功率密度为3mw/cm2，曝光时间为34s；(5)去除光刻胶进行显影：使用薄胶显影液AZ300去除为曝光的光刻胶，将掩膜版上的金属网格图案转移至光刻胶涂层上，显影时间为28～32s；(6)刻蚀网格：显影后在烘箱里90℃下烘30min，进行坚膜增加胶膜与衬底的粘附力，然后配置去镉液，去除刻蚀网格间不需要的Ag/AZO薄膜，刻蚀时间为23～27s；(7)去网格上的光刻胶：将刻蚀网格后的样品放入配置好的NaOH溶液中去除网格上覆盖的光刻胶，然后用去离子水洗净样品得到柔性透明电极。所述的碳纳米管薄膜制备步骤为：a.将单臂碳纳米管粉末1g掺到1L浓度为1％的十二烷基苯磺酸钠的表面活性剂溶液里制成CNT悬浮液；b.将CNT悬浮液放入功率为40W的超声机中超声1h；c.将超声好的CNT悬浮液放到转速为1400rpm的离心机离心20min；d.取上层的悬浮液并装进喷枪，将悬浮液喷涂在PET衬底上，制成均匀分布的CNT薄膜；e.将衬底用去离子水清洗，以洗掉十二烷基苯磺酸钠；f.重复步骤d和步骤e4～5次，形成一定厚度的CNT薄膜。所述的PET衬底在喷涂前通过恒温加热器预先加热到100℃，并恒温保持到喷涂结束。所述的Ag/AZO薄膜的制备步骤为：(1)将制备好的CNT薄膜用高温胶带贴在磁控溅射设备的真空镀膜室内的基片架上，将Ag靶材和掺杂质量比为2％Al2O3的ZnO陶瓷靶放置靶位上，以机械泵对真空镀膜室抽取高真空，使真空度达到1.5×10-3Pa时，通入氩气；(2)开启直流电源，旋转挡板挡住基片架上的CNT薄膜进行预溅射，预溅射10min后，旋转基片架，开始溅射沉积Ag薄膜，旋转速度为10转/min；(3)Ag薄膜溅射完成后，再次抽取真空达到1.5×10-3Pa，旋转挡板，通入氩气，使气压达到2Pa时，开启射频电源预溅射10min后，将溅射气压调为0.052Pa，功率调为1000W后，旋转基片架开始沉积AZO薄膜。所述的去镉液的配制原料为硝酸铈铵、冰乙酸和去离子水，每1kg硝酸铈配比180ml冰乙酸。本专利技术的有益效果：本专利技术的碳纳米管上复合Ag/AZO薄膜，降低薄膜的方阻，具有良好的光电性能，提高薄膜的耐弯曲能力，可挠性能好，还能减少环境污染，降低制作成本。具体实施方式一种柔性透明电极的制备方法，其步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备：采用FCCVD法制备单臂碳纳米管，将单臂碳纳米管处理后配置成悬浮液，通过喷涂法在PET衬底上制成碳纳米管薄膜；(2)Ag/AZO薄膜的制备：采用直流磁控溅射法和射频磁控溅射法在制得的CNT薄膜上面依次镀制Ag薄膜和AZO薄膜；(3)Ag/AZO薄膜涂胶：在镀有CNT/Ag/AZO的衬底PET上使用均胶机旋涂AZ310薄胶，转速3000rad/s、加速度为3000rad/s、旋涂时间为30s；(4)紫外曝光：涂胶后在热板上90℃烘15min，除去胶层内的溶剂后进行紫外曝光，紫外光功率密度为3mw/cm2，曝光时间为34s；(5)去除光刻胶进行显影：使用薄胶显影液AZ300去除为曝光的光刻胶，将掩膜版上的金属网格图案转移至光刻胶涂层上，显影时间为28～32s；(6)刻蚀网格：显影后在烘箱里90℃下烘30min，进行坚膜增加胶膜与衬底的粘附力，然后配置去镉液，去除刻蚀网格间不需要的Ag/AZO薄膜，刻蚀时间为23～27s；(7)去网格上的光刻胶：将刻蚀网格后的样品放入配置好的NaOH溶液中去除网格上覆盖的光刻胶，然后用去离子水洗净样品得到柔性透明电极。所述的碳纳米管薄膜制备步骤为：a.将单臂碳纳米管粉末1g掺到1L浓度为1％的十二烷基苯磺酸钠的表面活性剂溶液里制成CNT悬浮液；b.将CNT悬浮液放入功率为40W的超声机中超声1h；c.将超声好的CNT悬浮液放到转速为1400rpm的离心机离心20min；d.取上层的悬浮液并装进喷枪，将悬浮液喷涂在PET衬底上，制成均匀分布的CNT薄膜；e.将衬底用去离子水清洗，以洗掉十二烷基苯磺酸钠；f.重复步骤d和步骤e4～5次，形成一定厚度的CNT薄膜。所述的PET衬底在喷涂前通过恒温加热器预先加热到100℃，并恒温保持到喷涂结束。所述的Ag/AZO薄膜的制备步骤为：(1)将制备好的CNT薄膜用高温胶带贴在磁控溅射设备的真空镀膜室内的基片架上，将Ag靶材和掺杂质量比为2％Al2O3的ZnO陶瓷靶放置靶位上，以机械泵对真空镀膜室抽取高真空，使真空度达到1.5×10-3Pa时，通入氩气；(2)开启直流电源，旋转挡板挡住基片架上的CNT薄膜进行预溅射，预溅射10min后，旋转基片架，开始溅射沉积Ag薄膜，旋转速度为10转/min；(3)Ag薄膜溅射完成后，再次抽取真空达到1.5×10-3Pa，旋转挡板，通入氩气，使气压达到2Pa时，开启射频电源预溅射10min后，将溅射气压调为0.052Pa，功率调为1000W后，旋转基片架开始沉积AZO薄膜。所述的去镉液的配制原料为硝酸铈铵、冰乙酸和去离子水，每1kg硝酸铈配比180ml冰乙酸。实施例1一种柔性透明电极的制备方法，其步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备：采用FCCVD法制备单臂碳纳米管，将单臂碳纳米管处理后配置成悬浮液，通过喷涂法在PET衬底上制成碳纳米管薄膜，具体为：将单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性透明电极的制备方法，其特征在于，制备步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备：采用FCCVD法制备单臂碳纳米管，将单臂碳纳米管处理后配置成悬浮液，通过喷涂法在PET衬底上制成碳纳米管薄膜；(2)Ag/AZO薄膜的制备：采用直流磁控溅射法和射频磁控溅射法在制得的CNT薄膜上面依次镀制Ag薄膜和AZO薄膜；(3)Ag/AZO薄膜涂胶：在镀有CNT/Ag/AZO的衬底PET上使用均胶机旋涂AZ310薄胶，转速3000rad/s、加速度为3000rad/s、旋涂时间为30s；(4)紫外曝光：涂胶后在热板上90℃烘15min，除去胶层内的溶剂后进行紫外曝光，紫外光功率密度为3mw/cm2，曝光时间为34s；(5)去除光刻胶进行显影：使用薄胶显影液AZ300去除为曝光的光刻胶，将掩膜版上的金属网格图案转移至光刻胶涂层上，显影时间为28～32s；(6)刻蚀网格：显影后在烘箱里90℃下烘30min，进行坚膜增加胶膜与衬底的粘附力，然后配置去镉液，去除刻蚀网格间不需要的Ag/AZO薄膜，刻蚀时间为23～27s；(7)去网格上的光刻胶：将刻蚀网格后的样品放入配置好的NaOH溶液中去除网格上覆盖的光刻胶，然后用去离子水洗净样品得到柔性透明电极。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性透明电极的制备方法，其特征在于，制备步骤为：(1)碳纳米管薄膜的制备：采用FCCVD法制备单臂碳纳米管，将单臂碳纳米管处理后配置成悬浮液，通过喷涂法在PET衬底上制成碳纳米管薄膜；(2)Ag/AZO薄膜的制备：采用直流磁控溅射法和射频磁控溅射法在制得的CNT薄膜上面依次镀制Ag薄膜和AZO薄膜；(3)Ag/AZO薄膜涂胶：在镀有CNT/Ag/AZO的衬底PET上使用均胶机旋涂AZ310薄胶，转速3000rad/s、加速度为3000rad/s、旋涂时间为30s；(4)紫外曝光：涂胶后在热板上90℃烘15min，除去胶层内的溶剂后进行紫外曝光，紫外光功率密度为3mw/cm2，曝光时间为34s；(5)去除光刻胶进行显影：使用薄胶显影液AZ300去除为曝光的光刻胶，将掩膜版上的金属网格图案转移至光刻胶涂层上，显影时间为28～32s；(6)刻蚀网格：显影后在烘箱里90℃下烘30min，进行坚膜增加胶膜与衬底的粘附力，然后配置去镉液，去除刻蚀网格间不需要的Ag/AZO薄膜，刻蚀时间为23～27s；(7)去网格上的光刻胶：将刻蚀网格后的样品放入配置好的NaOH溶液中去除网格上覆盖的光刻胶，然后用去离子水洗净样品得到柔性透明电极。2.根据权利要求1所述的柔性透明电极的制备方法，其特征在于，所述的碳纳米管薄膜制备步骤为：a.将单臂碳纳米管粉末1g掺到1L浓度为1％的十二烷基苯磺酸钠的表面活性剂溶液里制成CNT悬浮液；b.将CNT悬浮液放入功率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：司荣美，潘中海，刘彩风，
申请(专利权)人：天津宝兴威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12