[发明专利]淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜及其制备方法，所述方法包括如下步骤：（1）制备淀粉基底膜；（2）制备复合导电液；（3）制备柔性导电膜。所述方法制备的淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜，通过导电聚合物链和金属纳米线之间的电荷载流子传输，杂化膜的体电导率可以显著提高，这有助于通过电子跳跃机制进行电荷传输。这种电荷转移又通过有效钉扎价带内的费米能级和来自纳米金属的电荷载流子流入，导致淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜的电导率增加，其导电性能高于相同沉积密度的淀粉基底AgNW导电膜。

技术领域

本发明涉及高分子导电膜复合材料技术领域，具体涉及一种淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜及其制备方法。

背景技术

随着电子产品更新速度的加快，柔性电子材料因其重量轻、可折叠、不易破碎、便于运输、设备投资少等优点越来越受到关注。目前应用最广泛的柔性衬底膜有PET膜、聚碳酸(PC)、聚乙烯醇(PVA)等，但这些材料均为石油化工产品，不易降解，不可再生，易造成严重的环境和生态问题，且为了实现基底膜与导电材料更好的结合，常常需对柔性衬底表面进行活性处理，这不但提高了成本，还可能降低基底膜的透光率。

透明导电金属薄膜主要包括Ag、Au和Cu等，这类金属薄膜由于其自由载流子的浓度约为10²⁰个/cm³，在可见光区具有很强的吸收，因此要制备成透明电极，要求所沉积的薄膜非常薄，其厚度一般在10nm左右。薄膜太厚，透过率则很低；太薄，金属薄膜则很难形成完整的薄膜，以岛状形式存在，导致薄膜具有很高的电阻率和反射率，因此，制备出高质量的透明导电金属薄膜难度具有挑战性。

氧化铟锡(ITO)作为传统的透明导电材料在工业界获得了广泛应用，但是，铟元素在地壳中的含量极低、其可供应量逐年下降，且ITO材料刚性强，在弯曲应力下易断裂，导致ITO难以胜任未来柔性透明导电薄膜的应用需求。作为ITO极有潜力的替代方案，金属纳米线、金属网格、碳纳米管、石墨烯已被大量研究。国内外研究将一维金属导电材料银纳米线嵌入淀粉基底膜，制备出淀粉基底银纳米线柔性透明导电膜，实现生物质原料与光电材料的结合。但由于银纳米线在淀粉基底膜表面松散搭接，不仅影响导电膜机械稳定性，也使其粗糙度增大易导致光电器件短路，此外银纳米线暴露在空气中容易氧化而导致方块电阻增大。

发明内容

为了解决现有技术问题中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜及其制备方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供了一种淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备淀粉基底膜：将淀粉加入去离子水中，得淀粉溶液，向淀粉溶液中添加三氯氧磷，搅拌，糊化，再加入乙二醇，搅拌、超声波处理、离心，得淀粉乳溶液，将淀粉乳溶液成膜，烘干，得淀粉基底膜；

(2)制备复合导电液：将乙二醇加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)溶液中，超声波处理，得有机导电液；将有机导电液与银纳米线(AgNW)溶液混合，得复合导电液；

(3)制备柔性导电膜：在将步骤(1)得到的淀粉基底膜上滴加步骤(2)得到的复合导电液，旋涂，干燥，得淀粉基底AgNW/PEDOT柔性导电膜。

优选地，步骤(1)淀粉溶液中淀粉与去离子水的质量比为5％-7％；三氯氧磷的体积与淀粉的质量比为(0.1-0.2)mL/g；所述糊化的温度为80-100℃，时间为0.5-2h；乙二醇的体积与淀粉的质量比为(0.3-0.6)mL/g；所述烘干的温度为40-60℃，烘干的时间为10-15h。

优选地，步骤(2)中聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液的质量浓度为(0.5-1)g/ml；乙二醇与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液的体积比为2％-10％；