[发明专利]一种转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法

说明书

本发明提供一种转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法，包括以下步骤：(1)在清洁衬底上旋涂银纳米线分散液，得到银纳米线薄膜，放置于120℃加热板上烘干后，在220℃烘箱中热处理30min；(2)在银纳米线薄膜上旋涂二氧化硅气凝胶分散液，制得银纳米线/二氧化硅气凝胶复合导电薄膜，在120℃加热板上烘干；(3)将混合均匀的PDMS涂布至复合导电薄膜的表面后加热固化，制得AgNWs‑二氧化硅气凝胶‑PDMS复合柔性透明电极；(4)将固化后的PDMS直接从玻璃衬底上剥离，完成银纳米线透明导电薄膜的转移。本发明实现了银纳米线透明电极的完全转移，有效降低纳米线之间的结点电阻，减小网络的表面粗糙度，制备出性能优良的银纳米线柔性透明导电薄膜，具有实际应用价值。

技术领域

本发明提供一种转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法。

背景技术

近年来，随着光电器件集成化与轻柔化的发展，可穿戴、可折叠、便携式的柔弹性器件越来越受到国内外学者的关注。其中柔性应力传感器因其具有柔弹性特性，既能贴附于不规则或刚性物体表面，也能与人体皮肤贴合，在智能显示器、医疗健康监测设备以及电子皮肤等领域有着潜在的应用前景。但在传感器制作中，目前多依赖于硅基刻蚀、柔性衬底表面等离子体处理、金属沉积等高能耗的制造工艺。因此如何制备低成本而高灵敏度的柔性应力传感器成为一项挑战。

柔性基底和电极材料是柔性传感器的重要组成部分。目前使用最广泛的柔弹性衬底材料是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，使用最广泛的电极材料是银纳米线(AgNWs)透明导电薄膜。银纳米线因具有优异的光电性能，制备工艺采用快速低成本的液相法，且室温成膜条件与低熔点柔性衬底具有良好的相容性，优异的耐机械拉伸和弯曲特性是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，近几年已实现在柔性LED显示和触摸屏等电子设备的应用。PDMS是一种高分子有机硅化合物，具有光学透明性，生物相容性，制作过程快速而简便。片状的PDMS具有良好的柔弹性，拉伸率可以超过100％，一直以来是开发柔弹性电子设备的首选基底材料。目前采用的方法主要是直接将PDMS涂覆于银纳米线透明导电薄膜上制得AgNWs-PDMS复合电极再剥离，但该电极方阻大，导电性低，直接影响到传感器的灵敏度，因此无法满足实际应用的需要。存在这些问题的原因，一是透明导电薄膜上银纳米线之间的粘结性较弱，二是PDMS由于甲基封端，与银纳米线间形成的物理与化学相互作用都非常弱，只能实现导电网络的部分转移。所以找到一种将银纳米线薄膜有效完整的转移到PDMS衬底上的方法，对改善柔性纳米光电器件的性能具有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法，实现银纳米线透明电极的完全转移，可极大地提高银纳米线网络的导电性和均匀性，有效降低纳米线之间的结点电阻，制备性能优良的银纳米线柔性透明导电薄膜，具有实际应用价值。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的转移银纳米线透明导电薄膜到柔性衬底的方法，包括以下步骤：

(1)制备银纳米线透明导电薄膜：

在清洁衬底上旋涂银纳米线乙醇分散液，得到银纳米线透明导电薄膜，放置于120℃加热板上烘干后，在烘箱中热处理30min；

(2)制备二氧化硅气凝胶/AgNWs复合导电薄膜：

在银纳米线透明导电薄膜上旋涂二氧化硅气凝胶分散液，制得二氧化硅气凝胶/AgNWs复合导电薄膜，并放置于120℃加热板上烘干；

(3)制备柔性银纳米线透明导电薄膜：

将混合均匀的PDMS涂布至二氧化硅气凝胶/AgNWs复合导电薄膜的表面后加热固化；将固化后的PDMS直接从玻璃衬底上剥离，实现银纳米线透明导电薄膜的转移，得到柔性银纳米线透明导电薄膜。

上述步骤(1)中，所述清洁衬底为玻璃衬底。