一种银纳米线格栅透明导电膜及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种银纳米线格栅透明导电膜及制备方法，包括：对待打印的衬底进行预处理后固定在打印基板上，等待打印；制备锥形毛细管，将其与针头组装，得到打印头；采用一定长度和直径的银纳米线制备银纳米线墨水；将银纳米线墨水通过打印头打印在预处理后的衬底上，得到银纳米线格栅；对制得的银纳米线格栅进行清洗处理，得到银纳米线格栅透明导电膜

【技术实现步骤摘要】
一种银纳米线格栅透明导电膜及制备方法


[0001]本专利技术属于柔性透明导电薄膜
，具体涉及一种银纳米线格栅透明导电膜及制备方法
。

技术介绍

[0002]柔性透明电极
(FTE)
同时具有优异的光学透明度
、
导电性和机械柔韧性，作为开发各种柔性光电器件的基础，引起了人们的极大兴趣
。
铟锡氧化物
(ITO)
具有卓越的光电特性
(
在高透光率
(>85
％
)
条件下具有
10
至
100
Ω
/sq
的低方阻
(Rs))
，因此长期以来一直是透明电极的首选材料
。
然而，由于铟存在储量少
、
加工成本高昂和内在的脆性等不足，导致了
ITO
基电极的大规模生产及在柔性光电设备中的应用受到了限制
。
目前，通过一些直写技术可以制备基于金属纳米粒子的金属格栅透明电极，其在光电性能
(
高透光率
>95
％
,
方阻
<10
Ω
/sq)
上要远优于
ITO
薄膜和一些基于包括碳，导电聚合物，液态金属等材料在内的透明电极
。
但是，在制造过程中为了降低金属纳米粒子基格栅透明电极的方阻并提高透射率，必须印刷宽度小而高度大的导电线，这样就会导致最终得到的电极粗糙度很高，并且在一定程度上损害了电极的机械性能，也大大降低了直写技术的加工效率
。
此外，为了提高金属纳米粒子基格栅透明电极的导电性，还必须采用某些后处理程序，如热烧结
、
等离子烧结和激光烧结，这就使整个加工过程变得复杂，高成本并且限制了可兼容的基板种类
。
[0003]银纳米线可以通过湿化学法大规模合成，并且由于其具有长径比大
、
电导率高
、
机械性能好等优点，长期以来一直被研究用作构建高性能柔性透明电极的原始材料
。
然而，目前关于银纳米线透明电极的研究大多集中在通过刮涂
、
旋涂
、
真空抽滤等方法来构筑基于随机网络的银纳米线透明电极，这种基于随机网络的银纳米线透明电极虽然制备过程相对简单，但是随机网络存在接触节点过多
、
功能材料堆积不均匀等缺点，这大大影响了银纳米线透明电极的光电性能
。
也有少数研究通过通常采用模板辅助或自组装技术来创建，以强制银纳米线对齐，然而这种方法既困难又耗时，而且不适合大规模生产
。
此外，上述这些方法在制备过程中通常会不可避免的造成功能材料的损失，并且也需要大面密度的银纳米线来提高透明电极的导电性，这也在一定程度上增加了透明电极的制造成本
。
如现有技术
(CN114694521A)
，其需预先制备带有像素槽的衬底，每个像素槽通过毛细通道进行连接，银纳米线墨水通过毛细通道流入每个像素槽
。
这种制备方式需要预先对衬底进行处理，并且每当需要更换图案时需要制备新的衬底，这种制备方式会降低整个制备过程的效率
。
现有技术
(CN106782748B)
所提到的毛细力是一种作用力而非具体的物体，通过毛细作用来诱导银纳米线自组装，从而制备透明导电薄膜，这种制备工艺通常需要耗费大量的时间以实现银纳米线的自组装
。
因此，迫切需要开发经济
、
高效的制造技术和方法以实现基于银纳米线透明导电薄膜的快速
、
低成本
、
大规模制造
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的上述问题，本专利技术提供及一种银纳米线格栅透明导电膜
及制备方法，用于解决现有技术中存在的上述问题
。
本专利技术的方法将锥形毛细管作为打印针头，结合墨水直写技术实现了大尺寸
、
高性能的高分辨率银纳米线格栅透明导电膜的快速制造
。
该方法具有工艺简单，制备过程快速
(
仅需一次写入即可制备性能优异的高分辨率银纳米线格栅柔性透明导电膜
)
，无需复杂的后处理过程，适合多种软硬衬底等优势
。
此外，本专利技术制备的高分辨率银纳米线格栅在使用极少量银纳米线
(
面密度3μ
g/cm2)
的情况下即可实现低方阻
(15.5
Ω
/sq)
和高透光率
(97
％
)
的优异性能
。
[0005]一种银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，包括如下步骤：
[0006]S1.
对待打印的衬底进行预处理后固定在打印基板上，等待打印；
[0007]S2.
制备锥形毛细管，将其与针头组装，得到打印头；
[0008]S3.
采用一定长度和直径的银纳米线制备银纳米线墨水；
[0009]S4.
将银纳米线墨水通过打印头打印在预处理后的衬底上，得到银纳米线格栅；
[0010]S5.
对制得的银纳米线格栅进行清洗处理，将表面印有银纳米线格栅的衬底从打印基板上揭下，得到银纳米线格栅透明导电膜
。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚酰亚胺
、
聚萘二甲酸乙二醇酯
、
聚氨酯或聚二甲基硅氧烷
。
[0012]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述
S1
具体包括：
[0013]S11.
将柔性衬底在水浴中超声5‑
15min
除去附着在其表面的各种杂质；
[0014]S12.
使用一定浓度的酒精对除去杂质后的衬底表面进行擦拭；
[0015]S13.
采用氮气对擦拭后的衬底吹干，待用
。
[0016]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述
S2
具体包括：
[0017]S21.
将内径为
100
‑
500
μ
m
的原始硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成尖端内径为
20
‑
100
μ
m
的锥形毛细管；
[0018]S22.
使用双组分环氧树脂胶将锥形毛细管粘接到针头上，制得所述打印针头
。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述一定长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.
对待打印的衬底进行预处理后固定在打印基板上，等待打印；
S2.
制备锥形毛细管，将其与针头组装，得到打印头；
S3.
采用一定长度和直径的银纳米线制备银纳米线墨水；
S4.
将银纳米线墨水通过打印头打印在预处理后的衬底上，得到银纳米线格栅；
S5.
对制得的银纳米线格栅进行清洗处理，将表面印有银纳米线格栅的衬底从打印基板上揭下，得到银纳米线格栅透明导电膜
。2.
根据权利要求1所述的银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，其特征在于，所述衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚酰亚胺
、
聚萘二甲酸乙二醇酯
、
聚氨酯或聚二甲基硅氧烷
。3.
根据权利要求1所述的银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，其特征在于，所述
S1
具体包括：
S11.
将柔性衬底在水浴中超声5‑
15min
除去附着在其表面的各种杂质；
S12.
使用一定浓度的酒精对除去杂质后的衬底表面进行擦拭；
S13.
采用氮气对擦拭后的衬底吹干，待用
。4.
根据权利要求1所述的银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，其特征在于，所述
S2
具体包括：
S21.
将内径为
100
‑
500
μ
m
的原始硼硅酸盐玻璃毛细管拉制成尖端内径为
20
‑
100
μ
m
的锥形毛细管；
S22.
使用双组分环氧树脂胶将锥形毛细管粘接到针头上，制得所述打印针头
。5.
根据权利要求1所述的银纳米线格栅透明导电膜的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东瑞，孔祥一，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：