[发明专利]一种耐高温柔性透明电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温柔性透明电极的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、将金属纳米线分散液涂覆在表面平整的硬质基底上；步骤二、在表面涂覆金属纳米线导电网络的硬质基底上涂覆金属氧化物前驱体溶液，通过热处理使金属氧化物保护层包覆在金属纳米线表面；步骤三、在表面涂覆表面包覆金属氧化物保护层的金属纳米线导电网络的硬质基底上涂覆耐高温高分子前驱体溶液，加热使高分子前驱体发生交联而固化；步骤四、将镶嵌有金属纳米线导电网络的耐高温高分子从硬质基底上剥离，制备得到耐高温柔性透明电极。本发明制备的耐高温柔性透明电极除了能够在高温下稳定服役，还兼具高导电性、高稳定性和高柔性。

技术领域

本发明属于纳米材料应用领域，涉及一种柔性透明电极的制备方法，具体涉及一种耐高温柔性透明电极的制备方法。

背景技术

随着电子产品的更新换代，柔性电子成为了当前的研发主体，其中柔性光电器件是一个非常重要的应用领域。柔性透明电极作为光电器件中非常重要的部件，越来越受到重视。传统柔性透明电极使用蒸镀技术在柔性基底表面制备一层氧化铟锡（Indium tinoxide，ITO）透明导电层。受限于ITO材料自身的脆性和In元素在地球的有限储备量，这种传统方法制备的柔性透明电极难以满足未来柔性光电器件的应用需求。在ITO材料的众多替代者中，金属纳米线导电网络是最佳的选择，由于金属纳米线导电网络具有与ITO薄膜类似的导电性和透光率，同时兼具极佳的柔性。

在使用金属纳米线制备柔性透明电极的研发过程中，众多技术难题已经被解决。但是，由于纳米效应金属纳米线表面的金属原子极易发生迁移，造成瑞丽不稳定，使纳米线断裂成为纳米颗粒。特别是在高温下，金属纳米线的瑞丽不稳定现象加速发生，使以金属纳米线导电网络制备的柔性透明电极难以在高温下服役。而在柔性透明电极表面制备光电器件的过程中常常需要进行高温热处理。因此，一种采用简单、低廉的方法制备的能够在高温下使用的耐高温柔性透明电极急需被制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温柔性透明电极的制备方法，旨在使用金属纳米线形成高柔性的导电网络，通过包覆金属氧化物保护层提高金属纳米线导电网络的热稳定性，通过将金属纳米线导电网络镶嵌在耐高温高分子表面制备耐高温柔性透明电极。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐高温柔性透明电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、通过涡旋混合技术将金属纳米线分散在溶剂中，制备得到金属纳米线分散液；所述金属纳米线为银纳米线、铜纳米线、覆银铜纳米线和金纳米线中的一种；所述溶剂为水、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或几种的组合；所述金属纳米线分散液的浓度为0.1~10mg/ml；

步骤二、将步骤一制备的金属纳米线分散液涂覆在表面平整的硬质基底上，形成金属纳米线导电网络，通过调节金属纳米线分散液的浓度控制金属纳米线导电网络的方阻和透光率，得到表面涂覆金属纳米线导电网络的硬质基底；所述硬质基底为玻璃、单晶硅片和多晶硅片中的一种；所述金属纳米线分散液的涂覆方法为喷涂、旋转涂覆、迈耶棒涂覆和真空抽滤转印涂覆中的一种；

步骤三、配制金属氧化物前驱体溶液，在步骤二制备的表面涂覆金属纳米线导电网络的硬质基底上涂覆金属氧化物前驱体溶液，通过热处理使金属氧化物保护层包覆在金属纳米线表面，提高金属纳米线耐热性，得到表面涂覆表面包覆金属氧化物保护层的金属纳米线导电网络的硬质基底；所述金属氧化物前驱体为二氧化钛前驱体、三氧化二铝前驱体、氧化锌前驱体和掺杂铝的氧化锌前驱体中的一种；所述金属氧化物前驱体溶液的涂覆方法为喷涂、旋转涂覆和迈耶棒涂覆中的一种；所述金属氧化物前驱体溶液的热处理温度在150~200 ℃范围内选取；