WAPC叠层透明电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种WAPC叠层透明电极及其制备方法，WAPC叠层透明电极包括CuSCN薄膜层、PEI薄膜层、Ag膜层、以及WO

【技术实现步骤摘要】
WAPC叠层透明电极及其制备方法
本专利技术涉及光电子
，特别涉及一种透明电极的制备方法及透明电极。
技术介绍
透明电极是有机光电子器件的重要组成部分，例如有机太阳能电池、有机发光二极管、触摸屏、智能窗等。近年来，随着柔性电子产品逐渐商品化，柔性太阳能电池、柔性传感器以及柔性显示屏等技术的日新月异，促使着柔性电极的需求日益旺盛。就目前而言，最成熟也是使用最多的透明电极材料为氧化铟锡(ITO),然而ITO本身固有的脆性以及铟资源的稀缺，使其无法满足未来光电子器件对柔性、轻便、绿色环保等的严格要求。为此，经过众多科研人员的共同努力，开发出了多种柔性透明电极材料，例如银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属氧化物等等，但都存在着各自的缺陷使得无法完全取代ITO薄膜，故在透明电极方面还需要进一步的探索。近年来，基于介质/金属/介质叠层(multilayer)结构的透明电极因其高导电性和透过率受到了广泛的关注和大量的研究。在此类电极中，中间金属层决定了整电极的导电性以及部分透过率，而金属层两侧的介质材料能够抑制金属层表面的反射(或者说是等离子波)，在一定程度上能够提高电极的透过率。对于中间金属层而言，Ag是目前使用最多的中间层金属材料，因为其具有最好的导电性以及可见光区域最低的光吸收系数。就银基叠层电极而言，常用的介质材料有ITO、AZO、ZnO、TiO2、Nb2O5、WO3、MoO3等，其中WO3、MoO3能够作为有机光电子器件的空穴注入层使用且可以用简单的蒸空热蒸镀法制备，可以与现目前有机光电子器件的制备工艺相兼容，而其他介质材料由于较高的蒸发温度而难以实现，故而使得制备较为复杂。因此研究人员仍然致力于探求制备简单、性能优良的叠层透明电极。然而，WO3/Ag/WO3、MoO3/Ag/MoO3等热蒸镀型叠层透明电极的透过率较低，最大仅有约80％；并且超薄Ag膜的成膜质量和厚度是影响叠层透明电极透过率的主要因数。由于超薄Ag膜的岛状生长，使得超薄Ag膜很难在10nm及以下获得连续、均匀的导电薄膜。因此如何制得厚度在10nm以下的连续、均匀的导电Ag膜是一项技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种WAPC叠层透明电极及其制备方法，以解决叠层电极透过率低、导电性差、制备工艺复杂等问题。本专利技术WAPC叠层透明电极，包括CuSCN薄膜层、设置在CuSCN薄膜层上的PEI(聚乙烯亚胺)薄膜层、设置在PEI薄膜层上的Ag膜层、以及设置在Ag膜层上的WO3薄膜层。WAPC中的W代表WO3，WAPC中的A代表Ag，WAPC中的P代表PEI，WAPC中的C代表CuSCN。进一步，所述CuSCN薄膜层的厚度为47nm，所述Ag膜层的厚度为9nm，所述WO3薄膜层的厚度为35nm。本专利技术WAPC叠层透明电极的制备方法，包括以下步骤：1)将一定量的CuSCN溶解于二乙硫醚中，配置成CuSCN溶液；2)称取一定量的PEI溶解于无水乙醇中，配置成PEI乙醇溶液；3)将干净的cPI衬底放置在玻璃基片上，将CuSCN溶液转速旋涂在cPI表面，之后高温退火得到CuSCN薄膜；4)将PEI溶液旋涂在CuSCN薄膜之上制备PEI薄膜；5)将旋涂有CuSCN和PEI的cPI衬底放入真空蒸镀设备，先在PEI薄膜上蒸镀出Ag膜，再在Ag膜上蒸镀出WO3薄膜。进一步，所述步骤1)中配置成的CuSCN溶液的质量-体积浓度为20mg/ml；所述步骤2)中配置成的PEI乙醇溶液的质量-体积浓度为2mg/ml；所述步骤3)中CuSCN溶液以1.3krpm/min的转速旋涂在cPI表面，所述的高温退火为120℃；所述步骤4)中PEI溶液以2krpm/min的转速在CuSCN薄膜之上旋涂40s，制备出PEI薄膜；所述步骤5)中是以蒸发速度真空蒸镀制备Ag膜，是以的蒸发速度真空蒸镀制备WO3薄膜。进一步，所述步骤3)中cPI衬底的厚度为25μm；所述步骤3)中制得的CuSCN薄膜的厚度为47nm；所述步骤5)中制得的Ag膜的厚度为9nm，制得的WO3薄膜的厚度为35nm。本专利技术的有益效果：1、在叠层透明电极中，超薄Ag膜的成膜质量对电极的透过率和导电性都有重大影响，但由于超薄Ag膜的岛状生长，使得超薄Ag膜很难在10nm及以下获得连续、均匀的导电薄膜。本专利技术采用旋涂法处理的PEI(聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI))作为种子层，由于PEI中的功能胺能够与热蒸镀的Ag原子形成配位化合物，使原子能够被牢牢地固定在PEI表面而不会迁移和聚集，即能够使Ag原子均匀的沉积在PEI表面形成均匀连续的薄膜，且成膜厚度能达到10nm以下，提高了叠层透明电极的透过率和导电性。并且由于能采用简单的真空蒸镀工艺在PEI薄膜上制备Ag膜，使得叠层透明电极的制备工艺简单。2、本专利技术中制得的WAPC叠层透明电极，具有10.2Ω/sq的方阻(方块电阻)、90％的光学透过率、以及4.4nm的表面粗糙度；此外，叠层透明电极还表现出优异的机械性能，其在1000次弯曲测试(半径1mm)下方阻仍无任何变化。3、本专利技术中制得的WAPC叠层透明电极，其WO3薄膜层和CuSCN薄膜层能提高WAPC叠层透明电极的光学透过率。4、本专利技术中WAPC叠层透明电极的制备方法，其实现了制得厚度在10nm以下的连续均匀的Ag膜，且具有制备工艺简单的优点。5、本专利技术中WAPC叠层透明电极的制备方法，其制得的WAPC叠层透明电极的各层的厚度能让透明电极的方阻及光学透过率等综合性能达到最佳。附图说明图1为WAPC叠层透明电极的结构示意图，图中1-cPI衬底、2-CuSCN薄膜层、3-PEI薄膜层、4-Ag膜层、5-WO3薄膜层。图2为模拟不同材料组合的透明电极光学透过率图。图3为模拟CuSCN和WO3厚度对WAC叠层透明电极透过率影响图。图4为模拟超薄Ag层不同厚度对叠层透明电极透过率影响图。图5为不同PEI浓度的PEI/CuSCN复合薄膜透过率图。图6为不同PEI浓度的Ag/PEI/CuSCN复合薄膜的方阻图。图7为不同PEI浓度的Ag/PEI/CuSCN复合薄膜的透过率图。图8为带有PEI薄膜的Ag/PEI/CuSCN复合薄膜扫描电子显微镜图。图9为无PEI薄膜的Ag/CuSCN复合薄膜扫描电子显微镜图。图10为不同Ag膜厚度的WAPC电极方阻图。图11为不同Ag膜厚度的WAPC电极透过率图。图12为WAPC柔性电极弯曲半径对方阻的影响。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一，本实施例中WAPC叠层透明电极，包括CuSCN薄膜层1、设置在CuSCN薄膜层上的PEI薄膜层2、设置在PEI薄膜层上的Ag膜层3、以及设置在Ag膜层上的WO3薄膜层4，如图1所示。本实施例中，所述的WAPC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种WAPC叠层透明电极，其特征在于：包括CuSCN薄膜层、设置在CuSCN薄膜层上的PEI薄膜层、设置在PEI薄膜层上的Ag膜层、以及设置在Ag膜层上的WO

【技术特征摘要】
1.一种WAPC叠层透明电极，其特征在于：包括CuSCN薄膜层、设置在CuSCN薄膜层上的PEI薄膜层、设置在PEI薄膜层上的Ag膜层、以及设置在Ag膜层上的WO3薄膜层。


2.根据权利要求1所述的WAPC叠层透明电极，其特征在于：所述CuSCN薄膜层的厚度为47nm，所述Ag膜层的厚度为9nm，所述WO3薄膜层的厚度为35nm。


3.一种WAPC叠层透明电极的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
1)将一定量的CuSCN溶解于二乙硫醚中，配置成CuSCN溶液；
2)称取一定量的PEI溶解于无水乙醇中，配置成PEI乙醇溶液；
3)将干净的cPI衬底放置在玻璃基片上，将CuSCN溶液旋涂在cPI表面，之后高温退火得到CuSCN薄膜；
4)将PEI溶液旋涂在CuSCN薄膜之上制备PEI薄膜；
5)将旋涂有CuSCN和PEI的cPI衬底放入真空蒸镀设备，先在PEI薄膜上蒸镀出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建春，王灿，赵字宁，李小冰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50