[发明专利]一种柔性复合透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开的一种柔性复合透明导电薄膜，包括依次接触的聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底层、纳米纤维素与银纳米线的共混层、氧化石墨烯层，纳米纤维素具有三维网络多孔结构，作为支撑体材料承载银纳米线，使银纳米线在纳米纤维素表面铺展开来，均匀分散，降低银纳米线的团聚现象，银纳米线成膜性好，表面平整均匀。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种柔性复合透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，随着柔性光电器件的迅猛发展，柔性透明导电薄膜现已广泛应用于触摸屏、传感器、太阳能电池、透明加热器等领域。目前，氧化铟锡(ITO)已普遍应用于制备光电器件的电极材料，作为氧化物导体，它具备许多优点，如在气氛中的高稳定性、高透光率等。然而，随着柔性电子器件的发展，传统的ITO透明导电薄膜也暴露出越来越多的缺点，如脆性、铟资源紧缺、成本高等问题。因此，找寻能够替代ITO的材料迫在眉睫，其中石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、银纳米线都是性能优异的导电材料，可以作为候补者列入考虑。

相比于其他几种导电材料，银纳米线透明导电薄膜以其优异的柔韧性、制备成本低廉、操作工艺简单等优势，逐渐进入人们的视野。然而，限制银纳米线透明导电膜实际应用的瓶颈问题也很明显，如公开号为CN201910557389.2的一种柔性基底银纳米线透明导电薄膜及其制备方法，在刚性基底上喷涂银纳米线乙醇分散液，烘干并对银纳米线薄膜进行固化处理，能够有效改善银纳米线之间的粘结性，极大提高银纳米线网络的导电性和均匀性。同时，由于引入了无色透明的光固化胶，可解决银纳米线与PDMS之间连接作用弱，以及透明导电薄膜鲁棒性能差的问题；可降低电致变色器件驱动电压。其虽然能够实现银纳米线与柔性基底之间的强连接，可提高银纳米线透明导电薄膜的鲁棒性能，降低银纳米线之间的结点电阻，但所制备的银纳米线透明导电薄膜透光率低、表面粗糙度大，易氧化。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种柔性复合透明导电薄膜及其制备方法，透光性高、抗氧化、成膜性好且均匀。

本发明的解决的技术方案是，一种柔性复合透明导电薄膜，包括依次接触的聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底层、纳米纤维素与银纳米线的共混层、氧化石墨烯层。

优选地，所述银纳米线和纳米纤维素的摩尔比为1：1-3，选取适当的摩尔比，不会导致任一材料过剩。

还提供一种柔性复合透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

K1. 将衬底表面进行预处理，得预处理衬底表面；

K2. 在所述预处理衬底表面涂覆银纳米线和纳米纤维素的共混溶液于衬底表面后进行热处理，得复合衬底；

K3. 将所述复合衬底表面涂覆均匀分散的氧化石墨烯溶液后热处理，即得所述柔性复合透明导电薄膜。

优选地，所述K1步骤中预处理的具体操作包括用丙酮、异丙酮超声清洗后用紫外-臭氧照射。

优选地，所述银纳米线溶液浓度为1-5mg/ml，本方案中溶剂为水。

优选地，所述纳米纤维素溶液浓度为0.5-2.5 %，以便与银纳米线浓度相配合。

优选地，所述氧化石墨烯溶液浓度为1-5mg/ml，浓度太高造成浪费，浓度太低银纳米线的利用率低。

优选地，所述涂覆旋涂速度为1000-4000rpm，旋涂时间为30-60s，旋涂加速度为100-200 rpm/s，在此条件范围内，材料涂覆均匀，厚度适当，使银纳米线在纳米纤维素表面铺展开来，同时，速度过快易甩出，速度太慢涂覆效率太低。

优选地，所述热处理温度为80-150 ℃，热处理时间为5-20 min，反应条件温和，成膜性好且均匀，环境稳定性好，可拉伸弯曲且可回复。