本发明专利技术提供一种金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜的制备方法。其特征在于将金属纳米线溶液和金属氧化物溶液以不同比例混合制成金属纳米线和金属氧化物混合溶液，然后采用溶液加工方法在刚性或柔性平面基板上制备金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜。与单独采用金属纳米线溶液制备的金属纳米线透明导电薄膜相比，本发明专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜具有表面平整度高、附着力和环境稳定性好等优点，有效地解决了金属纳米线透明导电薄膜的表面粗糙度、附着力及环境稳定性均较差的问题。本发明专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜具有在薄膜太阳能电池及有机发光二极管等光电器件领域应用的潜质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及透明导电薄膜材料
，具体涉及一种。
技术介绍
透明导电薄膜是一种重要的光电功能薄膜，被广泛的应用于液晶显示、有机发光二极管、触摸屏、薄膜太阳能电池等光电器件中。由于光电器件的发展趋势是高性能、低成本、柔性化及轻量化，因此对其所使用的透明导电薄膜也提出了更高的要求。目前最常用的并且已经商业化的透明导电薄膜是铟锡氧化物(ITO)薄膜，该薄膜具有较高的可见光透过率和较低的电阻率，常被用在有机太阳能电池和有机发光二极管等光电器件中作为透明电极。然而传统的ITO薄膜不能满足未来光电器件低成本柔性化的需求。这主要是由于ITO薄膜较脆，在受力弯曲时面电阻会急剧增大，这就影响了其在柔性器件中的应用；另外，由于铟元素稀有，使得ITO的制备成本逐年增加。因此，发展无铟低成本且耐弯曲的透明导电薄膜将为未来光电器件的发展起到有益的促进作用。目前报道的新型透明导电薄膜主要有导电聚合物、碳纳米管、石墨烯、金属纳米线等，其中金属纳米线透明导电薄膜具有较高的透过率和较低的面电阻，目前最好的金属纳米线透明导电薄膜可以在实现89%的透过率的同时获得20 Ω / □的面电阻(NanoRes.2010, 3，564)。然而金属纳米线透明导电薄膜也存在着表面粗糙度大、附着力低以及环境稳定性差等明显的缺点，严重限制了其在光电器件中的应用。以其作为电极的光电器件不但难以加工制备，而且器件的光电性能和稳定性变差。因此开发表面形貌好、附着力及稳定性高的新型金属纳米线透明导电薄膜具有重要的应用价值，将明显改善基于金属纳米线电极的光电器件的性能，并推动这类透明导电薄膜在其他领域的应用及其产业化发展
技术实现思路
为了解决现有技术中的技术问题，本专利技术提供一种。本专利技术的技术方案具体如下:一种，包括以下步骤:将金属纳米线溶液和金属氧化物溶液混合，制成金属纳米线和金属氧化物混合溶液；采用溶液加工方法在刚性或柔性平面基板上制备金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜。上述技术方案中，所述金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜的厚度为30_500nmo上述技术方案中，所述金属氧化物材料为氧化钛(TiOx)、氧化锌(ZnO)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化钨(WO3)或三氧化钥(MoO3)中的任意一种。 上述技术方案中，所述金属纳米线溶液和金属氧化物溶液中的溶剂为乙醇或者异丙醇。上述技术方案中，所述金属氧化物溶液浓度为l_30mg/ml。上述技术方案中，所述金属纳米线溶液为Ag、Au或者Cu金属材料的纳米线(NW)分散液，其浓度为0.l-5mg/ml ;所述金属纳米线的直径为30_200nm，长度为5-30 μ m。上述技术方案中，所述刚性平面基板为玻璃、石英或半导体；所述柔性平面基板为塑料。上述技术方案中，所述溶液加工方法为旋涂、滴涂、刮涂或者印刷溶液加工方法。上述技术方案中，所述金属纳米线溶液和金属氧化物溶液的体积混合比例为1:100-50:1。本专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜具有以下有益效果:本专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜，是将金属纳米线和金属氧化物混合溶液通过溶液加工方法制备在平面基板上而获得的具有良好导电性和可见光透过率的一种新型透明导电薄膜。与单独采用金属纳米线溶液制备的金属纳米线透明导电薄膜相比，本专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜具有表面平整度高、附着力和环境稳定性好等优点，有效地解决了金属纳米线透明导电薄膜的表面粗糙度、附着力及环境稳定性均较差的问题。本专利技术的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜具有在薄膜太阳能电池及有机发光二极管等光电器件领域应用的潜质。附图说明图1是金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜的结构示意图。图2是实施例1、2、3、4和对比例I的透过率谱图。其中实施例1、2、3、4分别为浓度为 2mg/ml (曲线 l)、4mg/ml (曲线 2)、8mg/ml (曲线 3)、15mg/ml (曲线 4)的 TiOx 和浓度为0.2mg/ml的AgNW以1:1体积比混合后制备的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜，对比例I为单层AgNW透明导电薄膜(50nm)(曲线5)。图3是实施例1、2、3、4和对比例I的可见光(350nm 750nm)平均透过率(曲线I)、面电阻(曲线2)和均方粗糙度(曲线3)随TiOx浓度的变化曲线。具体的说是分别当TiOx浓度为Omg/ml (对比例I )、2mg/ml (实施例l)、4mg/ml (实施例2)、8mg/ml (实施例3)和15mg/ml (实施例4)时，测得的透明导电薄膜的平均透过率、面电阻和均方粗糙度。图4是实施例2 (曲线I)和对比例I (曲线2)在空气中放置不同时间后的面电阻变化曲线。图5是实施例9和对比例II的电流-电压特性曲线，具体的说是分别以实施例2为阴极的聚合物太阳能电池(实施例9)和以对比例I为阴极的聚合物太阳能电池(对比例II)的电流-电压特性曲线。在平面基板上制备的聚合物太阳能电池的结构为阴极/有源层/阳极，其中有源层为聚(3-己基)噻吩(P3HT)和-苯基461-丁酸甲酯(PCBM)的混合物P3HT:PCBM薄膜，阳极为Mo03/A1薄膜。实施例9的器件结构为TiOx = AgNW (IOOnm) /P3HT:PCBM( 质量比为 1: l，220nm)/MoO3(IOnm)/Al (IOOnm)(曲线 1)，对比例 II 的器件结构为 AgNW (50nm)/P3HT:PCBM(质量比为 1:1, 220nm) /MoO3 (IOnm) /Al (IOOnm)(曲线 2)。具体实施例方式本专利技术的专利技术思想为:提供一种金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜材料的制备方法，其所涉及的透明导电薄膜的结构如图1所示:平面基板100为玻璃、塑料、石英、半导体等材料的刚性或柔性平面基板。复合层200为金属纳米线溶液和金属氧化物溶液以不同比例混合后制成的金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜，厚度为30-500nm。上述复合层200的制备方法为旋涂、滴涂、刮涂、印刷等溶液加工方法。具体的说，本专利技术的:将金属纳米线溶液和金属氧化物溶液以不同比例混合后，采用溶液加工方法在平面基板100上制备厚度为30-500nm的复合层200。金属纳米线溶液和金属氧化物溶液的体积混合比例为1:100-50:1，溶剂为乙醇、异丙醇等有机溶剂。上述的平面基板100为玻璃、塑料、石英或半导体等刚性或柔性材料。上述的金属氧化物溶液浓度为l-30mg/ml。金属氧化物材料为Ti0x、Zn0、V205、TO3或MoO3等。金属纳米线溶液为Ag、Au或者Cu等金属材料的纳米线(NW)分散液，所述金属纳米线的直径为30-200nm，长度为5-30 μ m，溶液浓度为0.l_5mg/ml。上述的溶液加工方法为旋涂、滴涂、刮涂、印刷等溶液加工方法。为了使本专利技术的·目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下是实施例1至9以及对比例I和II的具体说明:实施例1:将浓度为2mg/ml的TiOx乙醇溶液和浓度为0.2mg/ml的AgNW乙醇溶液以1:1体积本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属纳米线溶液和金属氧化物溶液混合，制成金属纳米线和金属氧化物混合溶液；采用溶液加工方法在刚性或柔性平面基板上制备金属纳米线和金属氧化物复合透明导电薄膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓阳，刘星元，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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