本发明专利技术公开了一种纳米银透明电极材料及其制备方法，所公开的一种纳米银透明电极材料包括如下4层结构：1）纳米银线网络，2）PEDOT：PSS水溶液均匀涂布形成的导电高分子层，3）高分子材料增粘层，4）基底。本发明专利技术所制得的纳米银线透明电极不仅透光率高，电阻低，导电层与基底之间附着力好，表面平整度高，制备工艺简单，便于大规模生产，克服了转印法制备纳米银线透明电极工艺过程繁琐，不易大批量生产的弱点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及透明电极材料制备领域，特指。
技术介绍
ITO (Indium Tin Oxide)是目前应用最广泛的透明电极材料，应用于薄膜太阳能电池、平板显示，触屏，PDP显示，OLED显示以及电子书等相关技术中。ITO是一种N 型氧化物半导体_氧化铟锡，ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，评价ITO薄膜好坏最关键的两项指标是透光率及导电率，在氧化物导电膜中，以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好，其中透光率达90%以上，导电性可以在透光率为90%的同时，达到lO-lOOohm/sq。ITO中其透光率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制，通常 Sn203:In203=l:9, ITO透明电极一般采用真空蒸镀工艺制备。但是该材料比较脆，制备温度很高，并且昂贵，主要因其需要在表面生长稀缺的铟。ITO膜较硬，因此不适于需要进行弯折的柔性元件，此外，真空蒸镀工艺不利于形成构图和电路，这就导致如果需要构图就必须采用较为昂贵的光刻工艺来解决。能够开发一种相对比较廉价的制备透明电极材料的方法，且制备出来的透明电极具有优异的电学、光学及力学性能成为业界一直努力的方向。近年来，科研工作者提出了采用基于导电高分子、碳纳米管、石墨烯、电纺纳米铜丝、印刷金属网格、纳米银线等导电填料来制备透明电极的方法，这其中大部分方法所制备出来的透明电极材料性能尚不能与金属氧化物透明电极薄膜相媲美，如导电高分子材料 PEDOT :PSS，该材料通常导电率都比较低，且光吸收率比氧化物薄膜高出许多，尤其是在可见光波长范围内，且该类材料化学稳定性和环境耐侯性差；再如碳纳米管材料制备出来的透明电极材料其方阻高达1000-5000ohm/Sq，大大高于金属氧化物透明电极材料的方阻。而这其中，采用基于银纳米线材料制备的透明电极被证实是这其中性能最为优异的，其在具有90%透光率的同时还可以保持lOOohm/sq的电学性能，同时表面平整，耐弯折，附着力好， 成为替代氧化物透明电极的首选材料。目前采用基于纳米银线制备透明电极的方法主要是采用移印或转印方法，工艺过程较为繁琐，详见2009，3: 1767 - 1774, Nano Res. 2010, 3:564 - 573开发出一种更易批量化制备纳米银透明电极的方法成为目前业内关注的主要问题。申请号为200680038150. 5的中国专利对纳米银线透明导体的结构及制备方法进行了详细阐述，新近报道的 Smooth Nanowire/Polymer Composite Transparent Electrodes (29 APR 2011 DOI: 10. 1002/adma. 201100566)—文研究发现透明电极表面平整度对制备成薄膜太阳能电池的光电转化效率有着显著影响，所以，评价透明电极材料的好坏不仅要参考透光率及导电性、弯折性，表面平整度成为透明电极材料另外一个非常关键的评价指标。附图2分别列出了申请号为200680038150. 5的中国专利(对应于附图2 中的 A)及 Smooth Nanowire/Polymer Composite Transparent Electrodes 文献(对应于附图2中的B)所对应的透明电极结构对比示意图，其中黑色部分为纳米银线网络，灰色部分为除了纳米银线以外的包括高分子及基底材料的其他层状结构。从图2中可以看出中国专利200680038150. 5所公开的透明电极的表面平整度并不高，虽然Smooth Nanowire/ Polymer Composite Transparent Electrodes文献对透明电极表面平整度进行了改进， 然而该文章报道的结构中PEDOT :PSS对基底材料没有很好的附着性，表面容易受到损伤而导致整个透明电极的实效。另夕卜，从Smooth Nanowire/Polymer Composite Transparent Electrodes文献可以看出其纳米银线结构网络是通过压印转印到PEDOT :PSS上面的，表面仍然不够平整。如何在保证纳米银导电网络层与基底材料具有良好附着力的同时，进一步提高透明电极的表面平整度成为关键。
技术实现思路
本专利技术首先所要解决的技术问题是提供一种纳米银透明电极材料，其不仅透光率高、电阻低、表面平整度高，且纳米银导电层与基底材料附着力好。为此，本专利技术采用以下技术方案它包括以下4层纳米银线网络、导电高分子层、增粘层、基底；增粘层位于基底上面，纳米银线网络位于增粘层上面且纳米银线网络在厚度方向上有部分镶嵌在增粘层中，导电高分子层的厚度低于纳米银线网络的厚度，导电高分子层位于增粘层上面并填充在纳米银线网络中，其上表面与纳米银线网络的顶部为基于同一离型膜的齐平。在采用上述技术方案的基础上，本专利技术还可采用以下进一步的技术方案 所述纳米银透明电极的光透过率在85%或以上，方阻在10-500ohm/Sq。所述纳米银线网络层为纳米银线的分散液均勻涂覆在离型膜上经干燥后形成，可通过施加压力、热量或者二者的结合以提高纳米银线网络的导电率。所述离型膜为经过有机硅离型剂涂布于PET或PE或PI薄膜后形成，经处理后的离型膜表现出极轻且稳定的离型力。所述导电高分子层为PEDOT =PSS重量百分比浓度为1_3%水溶液旋涂并干燥后而成。所述增粘层为聚氨酯及其聚氨酯固化剂的混合物、或热塑性聚酯树脂的溶液、或具有良好弯折性的热固性环氧树脂与固化剂的混合物经过加温或者紫外光烘烤后固化形成具有良好弯折性的高分子材料。所述基底可为玻璃、聚烯烃、聚醚酮、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚丙烯酸酯、硅酮、聚乙烯、玻璃树脂、聚碳酸酯、含氟聚合物、聚酯中的一种，或者以上材料的共聚物、或混合物、或层压物。采用本专利技术的技术方案，本专利技术的纳米银透明电极材料能够被方便地制造出表面平整的产品，在本专利技术中，纳米银线不需要通过压印而转印到PEDOT :PSS导电高分子层中， 而是通过旋涂导电高分子液体后烘干，实现纳米银网络的镶嵌，这样从根本上解决了材料表面的平整度问题，导电高分子层不仅可以实现纳米银网络的更有效导电，而且可以起到防止增粘层的高分子包裹纳米银线而发生绝缘的现象。本专利技术另一个所要解决的技术问题是提供一种上述纳米银透明电极材料的制备方法。为此，本专利技术采用以下技术方案所述方法包括如下步骤a)、在PET或PE或PI薄膜上涂布有机硅离型剂制成离型膜；b)、将纳米银线分散液均勻涂布于离型膜上面，对其烘烤至干，在离型膜上形成一层均勻的纳米银线网络；c)、将PEDOT=PSS水溶液采用旋涂工艺涂布到形成在离型膜上面的纳米银线网络上， 对其加热烘烤，形成PEDOT :PSS导电高分子层，导电高分子层的厚度低于纳米银线网络的厚度；d)、在步骤c)制得的PEDOT:PSS导电高分子层上涂布或印刷一层高分子材料，然后将基底置于高分子材料上方，加温或者加温加压，将高分子层材料充分固化形成具有良好结合力的增粘层。在采用上述技术方案的基础上，本专利技术还可采用以下进一步的技术方案导电高分子层和纳米银线网络的顶部还有可剥离的离型膜A。所用的离型膜一般与高分子材料之间的粘结力比较弱，经处理后的离型膜表现出极轻且稳定的离型力，形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜清奎，常振宇，丁渐宝，
申请(专利权)人：浙江科创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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