一种可调控的龟裂模板制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可调控的龟裂模板制备方法，利用蛋黄液加入到蛋清液中制得龟裂液；对透明衬底进行清洁及亲水性处理后，将龟裂液刮涂到处理后的透明衬底上并加热干燥形成龟裂模板。本发明专利技术通过调控龟裂液(蛋清液+蛋黄液)调控龟裂块宽，得到较现有采用蛋清液制得的龟裂块更小的龟裂模板。而且通过调控添加的蛋黄液量，可以进一步控制龟裂块宽的大小，进而提高使用该龟裂模板制作的透明导电电极的性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种可调控的龟裂模板制备方法


[0001]本专利技术属于透明导电电极的
，具体涉及一种可调控的龟裂模板制备方法。

技术介绍

[0002]透明导电电极(Transparent conductive electrodes，TCEs)广泛应用于各种光电器件中，如触控显示、太阳能电池、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、电磁屏蔽、透明加热器、智能窗户和电子皮肤等。
[0003]目前，氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)是普遍采用的透明电极材料，但由于其自身的易脆性、原材料铟元素稀缺、成本高、制备过程复杂等原因，使得ITO电极无法适应下一代柔性光电器件的发展。因此，近年来，科研人员已经提出了多种新型柔性替代ITO的材料，如导电聚合物薄膜、石墨烯薄膜、金属纳米线和金属网络等。
[0004]其中，金属网络通常电阻较小、抗弯折性好，光学透过率和电阻率可以独立调节，被认为是最具有发展潜力的新一代透明电极材料。而专利技术人从2010年起就对龟裂模板法制备金属网络透明电极开展研究。龟裂也称网裂，利用龟裂液受热，应力分布不均匀产生龟裂裂纹，裂纹与裂纹连接成网络的现象，普遍存在于生活与自然界中。现有的龟裂模板法制备亚微米金属网络透明电极制备工艺包括四个步骤：1.合成并沉积模板/牺牲层；2.干燥龟裂，得到龟裂模板；3.金属薄膜沉积(溅射、热蒸镀或电镀)；4.最后龟裂模板的去除；上述的模板/牺牲层由TiO2、环氧树脂、指甲油或蛋清液等材料制得，其中蛋清液以蛋白质为主，能够很好地成膜，且绿色无污染易清洁，所以其为制备模板/牺牲层的优良材料。由于上述龟裂模板法中采用的龟裂材料简单容易得到，技术成熟、绿色环保，成本低廉，过程中不涉及到光刻技术，龟裂模板的透明电极没有周期分布，不存在光学衍射现象，没有莫尔条纹，完全解决了规则金属网络的莫瑞干涉现象，所以由龟裂模板法制得的金属网络透明电极有良好的应用前景。
[0005]然而，现有技术制得的龟裂模板存在龟裂块宽过大的问题，而且龟裂模板也由于龟裂的随机性而造成其中龟裂块宽大小不一的问题，即龟裂块宽的均匀度较差；而透明导电电极的透光率及方阻主要受到了龟裂块宽大小的影响，因此上述问题影响了透明导电电极的光电性能，从而制约了龟裂模板法的应用，使其无法应用于制备需要较高的载流子浓度器件中，如太阳能电池；此外，采用现有的龟裂模板法制备显示及触控屏用的透明导电电极时，由于龟裂块宽较大及不均匀，显示和触控的像素墙(100*100μm)之间可能会出现没有金属线的情况，进而不会导通。而且，龟裂块宽的均匀度较差，也导致了生产的透明导电电极的光电性能存在参差，从而降低产品合格率，造成材料及工业浪费。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种可调控的龟裂模板制备方法，通过该方法制备的龟裂模板中的龟裂块宽可调控，而且龟裂块宽较小。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种可调控的龟裂模板制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将蛋黄液加入到蛋清液中充分混合，使其均匀分布在蛋清液中，得到龟裂液；
[0010](2)对透明衬底进行清洁处理及亲水性处理；
[0011](3)在透明衬底表面涂覆龟裂液以获得龟裂薄膜，然后使龟裂薄膜干燥、自然龟裂形成龟裂模板。
[0012]所述蛋黄液与蛋清液的比例为3.5～13g：1L。
[0013]本专利技术的原理是：首先对透明衬底表面进行清洁处理和亲水性处理，改善衬底的亲水性，再将蛋黄液与蛋清液进行充分混合得到龟裂液，将混合后的龟裂液涂覆在透明衬底表面并干燥形成龟裂模板；在此过程中，由于龟裂液在空气中失去水分，薄膜收缩产生了应力集中，从而产生裂纹；其中蛋黄会以微小的颗粒状均匀分布于蛋清液中，其与蛋清液被均匀涂覆于透明衬底表面，能够显著影响龟裂块的大小，得到与不添加蛋黄液相比龟裂块宽更小的龟裂模板，而且随着龟裂液中蛋黄液比例增大，龟裂块宽越小，实现龟裂模板的可调控。
[0014]在本专利技术的方案中，所述蛋黄液与蛋清液的比例包括但不限于3.5～13g：1L，只要在蛋清液中加入蛋黄液均能达到调控龟裂模板的目的。
[0015]在本专利技术的具体实施例中，所述的透明衬底的材料选自玻璃、PET、PP、PVC、PC等任何可做透明衬底的材料。
[0016]所述的亲水性处理是使用等离子清洗机清洗50～100s，等离子清洗机的功率为180～220W。
[0017]在优选的方案中，所述的清洁处理，具体是：将透明衬底采用洗洁精超声清洗10～15分钟，乙醇超声清洗10～15分钟，去离子水超声清洗10～15分钟，再用氮气将其吹干；上述超声的功率为100W。
[0018]在步骤(3)中在透明衬底上涂覆龟裂液的方法包括但不限于刮涂、狭缝涂布和旋涂等，一切能实现龟裂液涂覆在透明衬底上的方法均在本专利技术的范围内。
[0019]在步骤(3)中使龟裂液龟裂的方式包括自然干燥龟裂、加热干燥龟裂和抽真空加速龟裂等。
[0020]优选地，在步骤(3)中用加热台将龟裂薄膜在60～70℃下加热干燥7～10min，使其发生龟裂，形成龟裂模板。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术在现有采用蛋清液制备龟裂模板方法的基础上，通过调控龟裂液，即将不同比例的蛋黄液均匀混入蛋清液中，来调控龟裂模板中龟裂块的大小，且龟裂块宽较小。而且本专利技术方法制得的龟裂模板中的龟裂块宽有较好的均匀度。
[0023](2)由本专利技术方法制得的龟裂模板来生产透明导电电极能够在保持高透光率的基础上，显著降低方阻。因此，本专利技术的方法拓展了龟裂模板法的应用，使其能够用于制备需要较高的载流子浓度器件和显示及触控屏用的透明导电电极。
[0024](3)本专利技术中采用的蛋清液和蛋黄液均为无毒、易获得、绿色无污染；本专利技术方法工艺简洁，以及其成本低廉，易于实现产业化。
附图说明
[0025]图1是本专利技术可调控龟裂模板制备流程图；
[0026]图2是实施例一龟裂模板的光学显微镜5倍放大倍数图。
[0027]图3是实施例一龟裂模板的光学显微镜20倍放大倍数图。
[0028]图4是实施例二龟裂模板的光学显微镜5倍放大倍数图。
[0029]图5是实施例二龟裂模板的光学显微镜20倍放大倍数图。
[0030]图6是实施例三龟裂模板的光学显微镜5倍放大倍数图。
[0031]图7是实施例三龟裂模板的光学显微镜20倍放大倍数图。
[0032]图8是对比例一龟裂模板的光学显微镜5倍放大倍数图，其中a和b是两个不同视野的图。
[0033]图9是对比例一龟裂模板的光学显微镜20倍放大倍数图，其中c和d是两个不同视野的图。
具体实施方式
[0034]以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0035]实施例一
[0036]如图1所示，一种可调控的龟裂模板制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调控的龟裂模板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将蛋黄液加入到蛋清液中充分混合，使其均匀分布在蛋清液中，得到龟裂液；(2)对透明衬底进行清洁处理及亲水性处理；(3)在透明衬底表面涂覆龟裂液以获得龟裂薄膜，然后使龟裂薄膜干燥、自然龟裂形成龟裂模板。2.根据权利要求1所述的龟裂模板制备方法，其特征在于，所述蛋黄液与蛋清液的比例为3.5～13g∶1L。3.根据权利要求1或2所述的龟裂模板制备方法，其特征在于，所述透明衬底的材料选自玻璃、PET、PP、PVC、PC中的一种。4.根据权利要求1或2所述的龟裂模板制备方法，其特征在于，所述的亲水性处理是使用等离子清洗机清洗50～100s，等离子清洗机的功率为180～22...

【专利技术属性】
技术研发人员：高进伟，李聪，白文雅，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：