一种柔性可拉伸透明纳米银线电极及制备方法技术

本发明专利技术涉及银纳米线透明电极制备技术领域，且公开了一种柔性可拉伸透明纳米银线电极及制备方法，该制备方法利用晶种诱导在银纳米线的表面二次生长银纳米线得到树枝状银纳米线，得到可以提高银线交叉点之间互焊与互联能力的树枝状银纳米线，以该树枝状银纳米线为导电材料制备电极，采用波长范围在320nm

【技术实现步骤摘要】
一种柔性可拉伸透明纳米银线电极及制备方法


[0001]本专利技术涉及银纳米线透明电极制备
，具体为一种柔性可拉伸透明纳米银线电极及制备方法。

技术介绍

[0002]银纳米线(AgNWs)因其优异的导电性、透光性、传热性和机械柔性而受到广大研究者的关注，被列为替代ITO的主要候选材料之一。目前，大批量尺寸均匀的AgNWs的制备已经实现，并且采用AgNWs制备的透明电极在92.5％透过率下方阻仅为26.4Ω/sq，其光电性能与ITO相似，而且在连续弯曲1000次后，导电性能无明显变化。
[0003]尽管AgNWs透明电极具有均衡的综合性能，然而如何进一步提高其光电性质，以真正替代ITO而更广泛地满足柔性光电器件的需求，仍然是一个挑战。研究表明：AgNWs透明电极的方阻主要取决于节点处纳米线间的接触电阻。纳米焊接熔合AgNWs节点，能够有效降低甚至消除接触电阻，是增强AgNWs透明电极光电性质的有效途径。
[0004]目前，AgNWs的纳米焊接方法主要有：加热、机械加压、焦耳热、等离子体、超音速喷涂、毛细管力和乙醇基化学焊接等。然而，加热焊接不适合聚合物基材，且易导致AgNWs氧化。机械加压不适合玻璃等脆性基材，还可能破坏某些器件。在焦耳热焊接过程中，电流引起的电迁移可能造成AgNWs形貌畸变。等离子体及超音速喷涂技术均要求特制的装置以实现纳米焊接。毛细管力诱导的焊接要求重复施加湿气，通过两相交AgNWs间隙中的水分挥发所产生的毛细管力熔合节点，效率低且难以控制。在乙醇基化学焊接过程中，只有极少量的银前驱体用来熔合AgNWs节点，绝大部分被去除，从而造成原材料浪费和高成本。综上所述，如何简单有效地焊接银纳米线对增强AgNWs透明电极的光电性质至关重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种柔性可拉伸透明纳米银线电极及制备方法，该制备方法利用晶种诱导在银纳米线的表面二次生长银纳米线得到树枝状银纳米线，得到可以提高银线交叉点之间互焊与互联能力的树枝状银纳米线，以该树枝状银纳米线为导电材料制备电极，采用波长范围在320nm
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400nm的UVA灯作为光源，树枝状银纳米线的节点作为光驱动热源，诱导树枝状银纳米线发生光热纳米焊接，熔合树枝状银纳米线节点，获得低方阻高透过率的柔性可拉伸透明纳米银线电极。
[0006]一种柔性可拉伸透明纳米银线电极的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤Step1，制备树枝状银纳米线，具体方法为：制备高长径比银纳米线，采用氯化铁(FeCl3)溶液处理银纳米线，在银纳米线上生成银离子与氯离子发生反应生成AgCl沉淀负载在银纳米线表面作为二次生长的晶种，利用晶种诱导在银纳米线的表面二次生长银纳米线，得到树枝状银纳米线；
[0008]其中，高长径比银纳米线的直径20
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60nm、长度10
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50μm；
[0009]步骤Step2，把树枝状银纳米线分散于异丙醇中，配制树枝状银纳米线分散液；
[0010]其中，树枝状银纳米线分散液的浓度为1
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5mg/mL，例如可以是1mg/mL、1.5mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL，优选为1.5mg/mL；
[0011]步骤Step3，采用旋涂方法，将树枝状银纳米线分散液涂布于柔性基底表面，待溶剂完全挥发，得到树枝状银纳米线电极；
[0012]步骤Step4，采用波长范围在320nm
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400nm的UVA灯，照射树枝状银纳米线电极，电极置于灯下5
‑
20cm处，于50
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100℃下照射1
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5min，以此来焊接树枝状银纳米线，获得柔性可拉伸透明纳米银线电极。
[0013]优选的，所述树枝状银纳米线的制备方法，包括如下步骤：
[0014]步骤Step1，将高长径比银纳米线分散在去离子水中，配制银纳米线分散液；其中，银纳米线分散液的浓度为1
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5mg/mL；
[0015]步骤Step2，配制FeCl3溶液；其中，FeCl3溶液的浓度为0.05
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0.5mmol/L；
[0016]步骤Step3，将FeCl3溶液与银纳米线分散液等体积混合反应，在银纳米线表面上负载AgCl晶粒，获得带有二次生长晶种的银纳米线；
[0017]步骤Step4，把带有二次生长晶种的银纳米线分散在乙二醇中，加入溶解有硝酸银(AgNO3)的乙二醇溶液、溶解有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙二醇溶液，将以上混合液在100
‑
900rpm的搅拌作用下，于160
‑
200℃保温反应1
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9h，得到树枝状银纳米线；
[0018]其中，AgNO3乙二醇溶液的浓度为0.01
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0.1mg/mL；
[0019]PVP乙二醇溶液的浓度为0.1
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2mg/mL；
[0020]所述PVP分子量为10000
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1300000，例如可以是10000、55000、360000、1300000，优选为1300000；
[0021]所述搅拌转速为100
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900rpm，例如可以是100rpm、300rpm、600rpm、900rpm，优选为600rpm。
[0022]一种柔性可拉伸透明纳米银线电极，包括：柔性基底、树枝状银纳米线，所述柔性基底上涂布一层树枝状银纳米线电极，该树枝状银纳米线电极采用波长范围在320nm
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400nm的UVA灯照射诱导发生光热纳米焊接，熔合树枝状银纳米线节点。
[0023]其中，柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚二甲氧基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、聚氨酯丙烯酸树脂嵌段型共聚物(PUA)、离子液凝胶、SES/SEBS弹性基底、PU
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PVA(36
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130w)、弹性体复合纤维(200
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800nm)、聚氧化乙烯(PEO)、丁苯橡胶、丙烯酸树脂(PA)、聚乙烯醇(PVA)中的一种。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0025]本专利技术：利用晶种诱导在银纳米线的表面二次生长银纳米线获得树枝状银纳米线，以树枝状银纳米线为导电材料在柔性基底上制备电极，采用UVA灯作为光源，诱导树枝状银纳米线发生光热纳米焊接，获得柔性可拉伸透明纳米银线电极，其方阻低至6.7Ω/sq、透光率高达94％，与对比例相比(采用UV诱导银纳米线发生光热纳米焊接制得的银线电极的方阻21.7Ω/sq、透光率95％；以树枝状银纳米线制得的银线电极的方阻51.2Ω/sq、透光率93％)，该柔性可拉伸透明纳米银线电极有效地降低了银线之间的接触电阻、并且保持了较为优异的光学性能。
具体实施方式
[0026]下面将结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性可拉伸透明纳米银线电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤Step1，制备树枝状银纳米线，具体方法为：制备高长径比银纳米线，采用氯化铁(FeCl3)溶液处理银纳米线，在银纳米线上生成银离子与氯离子发生反应生成AgCl沉淀负载在银纳米线表面作为二次生长的晶种，利用晶种诱导在银纳米线的表面二次生长银纳米线，得到树枝状银纳米线；步骤Step2，把树枝状银纳米线分散于异丙醇中，配制树枝状银纳米线分散液；步骤Step3，采用旋涂方法，将树枝状银纳米线分散液涂布于柔性基底表面，待溶剂完全挥发，得到树枝状银纳米线电极；步骤Step4，采用波长范围在320nm
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400nm的UVA灯，照射树枝状银纳米线电极，电极置于灯下5
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20cm处，于50
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100℃下照射1
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5min，以此来焊接树枝状银纳米线，获得柔性可拉伸透明纳米银线电极。2.根据权利要求1所述的一种柔性可拉伸透明纳米银线电极的制备方法，其特征在于，所述树枝状银纳米线分散液的浓度为1
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5mg/mL。3.根据权利要求1所述的一种柔性可拉伸透明纳米银线电极的制备方法，其特征在于，所述树枝状银纳米线的制备方法，包括如下步骤：步骤Step1，将高长径比银纳米线分散在去离子水中，配制银纳米线分散液；步骤Step2，配制FeCl3溶液；步骤Step3，将FeCl3溶液与银纳米线分散液等体积混合反应，在银纳米线表面上负载AgCl晶粒，获得带有二次生长晶种的银纳米线；步骤Step3，把带有二次生长晶种的银纳米线分散在乙二醇中，加入溶解有硝酸银(AgNO3)的乙二醇溶液、溶解有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙二醇溶液，将以上混合液在100
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【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，甘李，唐波，胡典勤，周明，张凯雯，
申请(专利权)人：安徽烯宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：