一种复合导电膜、其制备方法及光电器件技术

本发明专利技术提供一种复合导电膜、其制备方法及光电器件，属于功能性薄膜及光电技术领域。复合导电膜的制备方法，包括：将基材置于容器内，向容器中加入金属纳米线/水分散液，向金属纳米线/水分散液的表面加入碳材料/醇类分散液，去除金属纳米线/水分散液中的水溶剂和碳材料/醇类分散液中的醇类溶剂。光电器件包括上述制备方法制备得到的复合导电膜。通过上述制备方法制备得到的复合导电膜的每一层的厚度更加均匀，复合导电膜的导电率更好，透光率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种复合导电膜、其制备方法及光电器件
本专利技术涉及功能性薄膜及光电
，具体而言，涉及一种复合导电膜、其制备方法及光电器件。
技术介绍
现有的石墨烯/银纳米线柔性透明导电薄膜的制备方法主要有两种：CVD(ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积)石墨烯/银纳米线复合薄膜和还原氧化石墨烯/银纳米线复合薄膜。其相应的制备方法如下：CVD石墨烯/银纳米线薄膜：于铜箔上成长CVD石墨烯，然后转移到柔性基板上，再采用旋涂方式在其表面涂附银纳米线或者预先在柔性基板上制备银纳米线薄膜，再于其表面转移上CVD石墨烯形成复合薄膜。还原氧化石墨烯/银纳米线复合薄膜：将氧化石墨烯与银纳米线在溶剂中分散制备混合溶液，然后将上述溶液采用旋涂的方式于柔性基底上制备氧化石墨烯/银纳米线复合薄膜，最后经过还原制备还原氧化石墨烯/银纳米线复合薄膜。在实现上述方法的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：CVD石墨烯/银纳米线薄膜：生长及转移步骤复杂，成本高昂。还原氧化石墨烯/银纳米线复合薄膜：氧化石墨烯还原不充分，最终产品电导率较低；旋涂过程中石墨烯边界容易搭接以及石墨烯与银纳米线密度差异导致成膜不均匀，透光率降低；厚度难以精确控制。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种复合导电膜、其制备方法及光电器件，复合导电膜的每一层的厚度更加均匀，复合导电膜的导电率更好，透光率更高，且制造成本低，制备方法简单。第一方面，本专利技术实施例提供了一种复合导电膜的制备方法，包括：将基材置于容器内，向容器中加入金属纳米线/水分散液，向金属纳米线/水分散液的表面加入碳材料/醇类分散液，去除金属纳米线/水分散液中的水溶剂和碳材料/醇类分散液中的醇类溶剂。由于向容器内的基材的表面依次加入金属纳米线/水分散液和碳材料/醇类分散液，金属纳米线分散在水溶剂中，碳材料分散在醇类溶剂中，由于醇类的表面张力小于水的表面张力，在将碳材料/醇类分散液加入到金属纳米线/水分散液的表面的时候，由于水的作用，与水接触的醇类溶剂会向四周牵引。且碳材料亲醇类，不亲水，当醇类溶剂向四周牵引的时候，碳材料不会向下层的水中扩展，而会随着醇类溶剂一起向四周平铺开来，使基材的表面先形成金属纳米线/水分散液层，再形成碳材料/醇类分散液层，去除水溶剂和醇类溶剂以后，在基材的表面形成均匀的金属纳米线层和碳材料层，每一层的厚度更加均匀，且金属纳米线层与基材的结合更好，制备方法简单，制造成本低。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，碳材料/醇类分散液的制备方法，包括：将直径为1－20μm的碳材料与醇类溶剂混合得到碳材料浓度为0.5－5mg/mL的碳材料/醇类分散液；可选地，碳材料包括石墨烯、石墨烯量子点、氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯、导电石墨和炭黑中的至少一种。以便碳材料/醇类分散液能够均匀平铺在金属纳米线/水溶液上，使每一层的厚度更加均匀，得到的复合导电膜的导电效果更好。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，金属纳米线/水分散液的制备方法，包括：将长度为10－1000μm，直径不大于100nm，长径比为500－1000的金属纳米线与水溶剂混合得到浓度为0.5－20mg/mL的金属纳米线/水分散液；可选地，金属纳米线包括银纳米线和铜纳米线中的至少一种。以便金属纳米线/水溶液能够均匀分散再基材的表面且金属纳米线/水溶液与碳材料/醇类分散液之间能够形成界面，从而形成层与层之间的结构，且每一层的厚度更加均匀。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，金属纳米线/水分散液的质量浓度不小于碳材料/醇类分散液的质量浓度。进一步避免碳材料/醇类分散液浸入到金属纳米线/水分散液内，避免形成的复合导电膜的碳材料层浸入到金属纳米线层内，提高了复合导电膜的导电率。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，碳材料/醇类分散液的加入速度是0.05－0.5mL/s。使用上述速度进行碳材料/醇类分散液的添加，可以避免碳材料/醇类分散液浸入到金属纳米线/水分散液内，使碳材料/醇类分散液能够均匀分散在金属纳米线/水分散液的表面，使每一层的厚度更加均匀，得到的复合导电膜的导电效果更好。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，去除水溶剂和醇类溶剂之后，还包括在100－120℃干燥成膜的步骤，形成复合导电膜。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，制备方法还包括对碳材料进行紫外还原或还原剂进行还原的步骤。对碳材料进行还原且碳材料层为最上层结构，使碳材料的还原效果更好，进一步提高复合导电膜的导电率。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还原剂包括碘化氢、水合肼、维生素C和碱液中的至少一种。对碳材料进行还原。结合第一方面，在一种可能的实现方式中，使用碘化氢蒸汽和/或水合肼蒸汽在80－200℃的条件下还原碳材料。使用蒸汽对碳材料进行还原，使其还原效果更好，进一步提高复合导电膜的导电率。第二方面，本专利技术实施例提供了一种复合导电膜，由上述复合导电膜的制备方法制备得到。每一层的厚度更加均匀，复合导电膜的导电率更高，且由于碳材料层的作用，使金属纳米线层与基材层之间以及金属纳米线与碳材料层之间的结合更好，耐弯折，且透光率和导电率都提高。第三方面，本专利技术实施例提供了一种光电器件，包括上述复合导电膜。上述复合导电膜的每一层的厚度都更加均匀，且层与层之间的结合更好，得到的光电器件的电学性能更佳。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本专利技术的保护范围。图1为本专利技术实施例提供的复合导电膜的结构示意图。图标：101－基材层；102－银纳米线层；103－碳材料层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的复合导电膜、其制备方法及光电器件进行具体说明。图1为本实施例提供的复合导电膜的结构示意图。请参阅图1，复合导电膜的制备方法包括如下步骤：(1)、制备金属纳米线/水分散液：将长度为10－1000μm，直径不大于100nm，长径比为500－1000的金属纳米线与水溶剂混合得到浓度为0.5－20mg/mL的金属纳米线/水分散液。本实施例中，例如：金属纳米线的长度可以是：10μm、50μm、100μm、200μm、500μm、800μm或1000μm；金属纳米线的直径可以是：10nm、20nm、50nm、80nm或100nm，金属纳米线的长径比可以是：500、600、700、800、900或1000，得到的金属纳米线/水分散液的质量浓度可以是：0.5mg/mL、1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、4mg/mL、8mg/mL、10mg/mL、15mg/mL或20mg/mL，使金属纳米线在水溶剂中分散更加均匀，得到的金属纳米线层的厚度更加均匀，得到的复合导电膜的导电率更高，电阻率更小，抗弯折效果更好，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合导电膜的制备方法，其特征在于，包括：将基材置于容器内，向容器中加入金属纳米线/水分散液，向所述金属纳米线/水分散液的表面加入碳材料/醇类分散液，去除所述金属纳米线/水分散液中的水溶剂和所述碳材料/醇类分散液中的醇类溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种复合导电膜的制备方法，其特征在于，包括：将基材置于容器内，向容器中加入金属纳米线/水分散液，向所述金属纳米线/水分散液的表面加入碳材料/醇类分散液，去除所述金属纳米线/水分散液中的水溶剂和所述碳材料/醇类分散液中的醇类溶剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料/醇类分散液的制备方法，包括：将直径为1－20μm的碳材料与醇类溶剂混合得到碳材料浓度为0.5－5mg/mL的碳材料/醇类分散液；可选地，所述碳材料包括石墨烯、石墨烯量子点、氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯、导电石墨和炭黑中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属纳米线/水分散液的制备方法，包括：将长度为10－1000μm，直径不大于100nm，长径比为500－1000的金属纳米线与水溶剂混合得到浓度为0.5－20mg/mL的金属纳米线/水分散液；可选地，所述金属纳米线包括银纳米线和铜纳米线中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷文翠，卢珂鑫，李伟伟，刘兆平，
申请(专利权)人：宁波石墨烯创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33