一种化学焊接银纳米线的方法技术

本发明专利技术涉及纳米技术领域，具体涉及一种化学焊接银纳米线的方法，所述化学焊接银纳米线的方法包括如下步骤：(1)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW‑TCFs)表面滴加A溶液(AgNO3的乙醇溶液)，旋涂成膜后；(2)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1‑5min后，旋去混合液体。本发明专利技术通过以AgNO3为银源，无需弱还原剂(抗坏血酸、葡糖糖)，在碱性介质条件下即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，可以显著地降低AgNW‑TCFs的方阻，且透光性并未有明显改变。该焊接方法简单易行、省时高效，原料经济适用性高。

A method of chemical welding silver nanowires

【技术实现步骤摘要】
一种化学焊接银纳米线的方法
本专利技术涉及纳米
，具体涉及一种化学焊接银纳米线的方法。
技术介绍
透明导电电极(TCEs)是各种柔性光电器件的重要组成部分，如有机发光二极管(OLEDs)、有机太阳能电池(OSCs)和触摸屏。工业用氧化铟锡(ITO)在柔性电子产品中的应用受到其高成本和脆性的限制；因此，金属纳米线的渗透网络可以作为一种机械稳定的TCE，其电阻和透光率可与ITO相媲美。通过简单的溶液沉积方法，如迈耶棒涂布、喷涂、旋涂、真空抽滤转印法，可以很容易地制备纳米线网络。然而，在使用纳米线网络之前，有几个关键问题需要解决，如表面氧化层自然形成，线-线(AgNW-AgNW)连接处由于较小的接触面积而具有高的接触电阻，因而对商业化生产仍具有较大距离。近年来，人们对各种焊后工艺进行了深入研究，使线-线之间实现原子间的接触，以降低纳米线网络的接触电阻。据报道，热退火过程可以降低银纳米线直接的接触电阻；然而，这种退火过程可能会对玻璃化转变温度较低的塑料基底造成严重损害(NanoLett.2008,8,689-692.；ACSAppl.Mater.Interfaces.2013,5,12663-12671)。虽然有一些不损伤塑料基板的后处理方法，如等离子焊接和焦耳加热，然而，大规模生产的能力和高光功率密度需要的局限性将抑制大规模柔性TCE的商业应用(ACSAppl.Mater.Interfaces.2016,8,20483-20490.；Adv.Mater.2017,29,1603473.)。化学焊接因为简单高效，不需要特殊设备，成本低廉越来越受到研究者的广泛关注，如专利CN105568270B介绍了以银源和还原剂为溶质、以醇为溶剂的混合溶液；将银纳米线分散液涂覆在基底上，形成网络状银纳米线结构，使用焊接液浸泡或浸润基底，使构成网络状银纳米线结构的各银纳米线在相互叠加处发生反应，局部互溶，从而实现相互焊接，但较复杂的焊接液配制过程及需用到与环境非友好型的浓硝酸。专利CN105575477B介绍了用新鲜配制的银源-弱还原剂处理液对银纳米线柔性透明导电膜进行润湿，从而焊接银纳米线，虽然方阻有明显的降低，但牺牲了一定的光学性能，其透过率T降低了2-5％。专利CN109735833A介绍了一种金属纳米线自限制纳米钎焊方法及其应用，同样(和CN105568270B、CN105575477B相比较)也需要弱还原剂的参与，原料的经济适用性并不高。因此急需一种不仅能降低银纳米线之间的接触电阻，且焊接液配制过程简单，原料经济适用性高，不牺牲光学性能为代价的新型焊接方法。本专利介绍了一种可在较温和宽泛的条件下进行的简便、快速、焊接银纳米线的方法。与报道银纳米线焊接文献(CN105702381A；CN109735833A；CN105575477B；CN105568270B)的不同之处是，原料的经济适用性高，只需要较少的焊接化学成分，不需要弱还原剂(抗坏血酸，葡萄糖)，在碱性介质下，即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，可以显著地提高AgNW-TCFs导电性，且透光性并未有明显改变。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题解决以AgNO3为银源，无需弱还原剂(抗坏血酸、葡糖糖)，在碱性介质条件下即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，纳米焊接过程简单易行、省时高效，在导电薄膜(特别是柔性导电薄膜)及光电功能器件领域具有潜在的实际应用价值的问题，提供了一种化学焊接银纳米线的方法。(二)技术方案一种化学焊接银纳米线的方法，包括如下步骤：(1)将银纳米线涂布液涂在基底薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(银源的乙醇溶液)，旋涂成膜；(3)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1-5min后，旋去混合液体；银源在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；碱性介质在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；银源为硝酸银，的碱性介质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、乙醇钠(CH3CH2ONa)溶液中的一种。作为优选的技术方案，银纳米线涂布液的溶剂为水，乙醇或异丙醇中的混合溶剂，银纳米线涂布液的浓度为5mg/mL。作为优选的技术方案，基底薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种。作为优选的技术方案，纳米线涂布液涂是将银纳米线分散到水中制成，银纳米线的直径为15-100nm。作为优选的技术方案，银纳米线涂布液制备的银纳米线透明导电薄膜的涂覆方法为耶棒涂覆法、喷涂法、真空抽滤转印法、旋涂法中的一种。(三)有益效果本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术中与银镜反应的不同之处是不需要葡萄糖或抗坏血酸类弱还原剂，原料的经济适用性高，在碱性介质中即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，降低银纳米线透明导电薄膜的方阻，且纳米焊接过程简单易行、省时高效。(2)本专利技术中的银纳米线导电薄膜(AgNW-TCFs)是代替传统ITO导电薄膜的理想光电材料，可广泛应用于机发光二极管(OLEDs)、有机太阳能电池(OSCs)和触摸屏。(3)本专利技术的银纳米线焊接方法与银镜反应机理的焊接方式的最大优势是降低薄膜的方阻的同时，不以牺牲光学性能为代价，焊接处理后，仍然能保持优异的光学性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和表，对本专利技术进行进一步详细说明。但这些实施例并不限制本专利技术，本领域技术人员根据上述专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本专利技术保护范围。实施例1：本实施例提供了一种化学焊接银纳米线的方法，所述方法的具体实施步骤如下：(1)将直径30nm的银纳米线涂布液涂在基底PET薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(AgNO3/EtOH；2×10-3mol/L)，旋涂成膜，旋涂转速为550rmp，时间7s；(3)立即滴加B溶液(NaOH/EtOH；2×10-3mol/L)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应2min后，旋去混合液体；100oC干燥后，即得到导电性提高的银纳米线透明导电膜。对于实施例1中处理前后的银纳米线透明导电膜，分别取6点测试方块电阻和透过率，测试结果见表1表1：实施例1中银纳米线透明导电膜处理前后的方块电阻R和透过率T测试结果编号123456方块电阻R0(处理前)，Ω/sq...

【技术保护点】
1.一种化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)将银纳米线涂布液涂在基底薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；/n(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(银源的乙醇溶液)，旋涂成膜；/n(3)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1-5min后，旋去混合液体；/n所述银源在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；/n所述碱性介质在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；/n所述的银源为硝酸银，所述的碱性介质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、乙醇钠(CH3CH2ONa)溶液中的一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将银纳米线涂布液涂在基底薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；
(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(银源的乙醇溶液)，旋涂成膜；
(3)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1-5min后，旋去混合液体；
所述银源在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
所述碱性介质在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
所述的银源为硝酸银，所述的碱性介质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、乙醇钠(CH3CH2ONa)溶液中的一种。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江波，戚芬强，顾宏伟，冀月田，
申请(专利权)人：顾氏纳米科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33