一种透明导电薄膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113744916A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110845364.X(22)申请日2021.07.26(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人焦博吴朝新王振骁(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人高博(51)Int.Cl.H01B5/14(2006.01)H01B13/00(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种透明导电薄膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种透明导电薄膜及其制备方法，在聚合物衬底上涂布胶体膜，在室温，25％相对湿度条件下干燥处理使胶体膜开裂形成随机裂纹网络；然后使用真空电阻加热技术在随机裂纹网络的胶体膜表面沉积金属；得到残留在聚合物衬底表面的随机金属网格；采用热压工艺得到嵌入聚合物衬底中的随机金属网格，制得PET柔性透明导电薄膜。本发明制备工艺简单，成本低廉，方便大面积制备。CN113744916ACN113744916A权利要求书1/1页1.一种透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在聚合物衬底上涂布胶体膜，在室温条件下干燥处理使胶体膜开裂形成随机裂纹网络；然后使用真空电阻加热技术在随机裂纹网络的胶体膜表面沉积金属；得到残留在聚合物衬底表面的随机金属网格；采用热压工艺得到嵌入聚合物衬底中的随机金属网格，制得PET柔性透明导电薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，热压工艺的热压温度为140～160℃，压强为10～15MPa，时间为45～90分钟。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，PET柔性透明导电电极在350～800nm的可见光区透过率稳定为80.2％～83.5％，方阻为1～2Ωsq‑1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积金属包括Ag，Cu，Au，Al的单体或合金。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，胶体为水分散直径为10～100nm的亚克力小球或水分散直径为10～100nm的SiO2小球。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，胶体为水分散直径10～100nm的亚克力小球时使用的清洗溶剂为三氯甲烷。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，胶体为水分散直径10～100nm的SiO2小球时使用的清洗溶剂为水。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚合物衬底为高透过率热塑性聚合物薄膜。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，胶体膜的厚度为30～60μm。10.根据权利要求1所述方法制备的透明导电薄膜，其特征在于，包括聚合物衬底，聚合物衬底上采用热压工艺嵌入设置有微米级的随机金属网格。2CN113744916A说明书1/8页一种透明导电薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于柔性光电子器件技术领域，具体涉及一种透明导电薄膜及其制备方法。背景技术[0002]柔性透明导电电极是柔性透明光电子器件的重要组成部分，其主要作用在于，在保持良好的可变形能力的前提下，高效传输载流子，并且最大程度的透过可见光。现阶段可以制备柔性透明导电电极的材料包括：掺杂金属氧化物，导电聚合物，纳米金属线，碳纳米管，二维材料，微米、亚微米规则金属网格。[0003]掺杂金属氧化物是现今市场中主流的制备透明导电电极材料，其具有良好热和环境稳定性，较低的方阻，以及较高的可见光透过能力，但是由于金属氧化物材料本身共价键取向性的影响，金属氧化物难以承受较大的变形，制约了其在柔性领域的应用。[0004]导电聚合物材料具有易与制备成膜，耐变形能力强的特点，可以低成本大面积制备柔性透明导电电极，但是导电聚合物的载流子迁移率较低，故以其制备的透明电极方阻较高，不能满足太阳能电池和电致发光器件的要求。[0005]纳米金属线材料易与分散在溶液中，可以方便的通过液相法大面积的制备透明电极，并且由于金属材料超高的电导率，其所制备的透明电极在保证高透过率前提下，具有相对较小的方阻，但是由于纳米尺度带来的熔点降低效应，金属纳米线基透明电极的热稳定性较差，不利于其在较大电流下的应用。[0006]碳纳米管材料易与液相法制备，而且单根碳纳米管在一维线性尺度上具有可以与金属媲美的电导率，但是碳纳米管间存在较大的接触电阻，故以碳纳米管网络为基础的透明导电电极通常方阻较高，不易满足在太阳能电池和电致发光器件应用的要求。[0007]二维材料在二维平面具有很高的载流子迁移率，但是大面积制备性质均一的二维材料薄膜需要利用CVD方法，制造成本高昂，限制了其作为透明导电电极的进一步发展。[0008]微米、亚微米级规则金属网格近年来在透明导电电极领域得到了越来越广泛的应用，其充分利用了金属导电能力强的特点，可以大面积，低成本的制