[发明专利]一种有序网格结构透明柔性电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种有序网格结构透明柔性电极及其制备方法和应用，所述透明柔性电极包括柔性基底和嵌入所述基底中的金属纳米线，其中，所述金属纳米线呈有序环状结构。解决了现有技术中柔性透明电极透光性较差、方阻均一性不好、制备工艺比较复杂的技术问题，并用于透明柔性加热器。

技术领域

本发明属于透明柔性电极技术领域，尤其涉及一种有序网格结构透明柔性电极及其制备方法和在透明柔性加热器中的应用。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

柔性透明导电电极作为各种柔性光电器件的关键器件，如有机发光二极管、有机太阳能电池、触摸屏和智能窗户等，受到了人们的广泛关注。氧化铟锡(ITO)是最常用的商用透明导电电极，具有高导电性和光学透明度；然而，因为它本身固有的脆性，需要高温制造工艺，且加上铟稀缺带来的成本问题导致ITO在柔性电子应用中用途有限。

金属纳米线，包括金纳米线(Au NWs)、银纳米线(AgNWs)、铜纳米线(Cu NWs)等，具有较低的电阻率，高透光率和高的机械柔韧性，且与传统工艺形成的电极不同，金属纳米线可以分散在水溶剂及各种有机溶剂中，并易于使用简单的溶液涂层技术沉积在任意基底上，如喷涂、旋涂或迈耶棒涂布。因此，金属纳米线被认为是一种实用的导电电极材料，可以在工业水平上进行大规模生产。但基于随机分布的金属纳米线电极存在极大缺点，即在同一个电极上方阻不均一，或是不同批次的电极电学性能差异较大，以至于加热器性能不稳定。此外，如果金属纳米线只是简单附着在柔性基底表面，则电极材料易脱落且容易在空气中氧化，从而导致电极性能快速退化。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种嵌入式有序环状结构的金属纳米线透明柔性电极，该透明柔性电极具有良好的导电性和透光率，方阻均匀。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种有序网格结构透明柔性电极，包括柔性基底和嵌入所述基底中的金属纳米线，其中，所述金属纳米线呈有序环状结构。

进一步地，所述柔性基底采用高分子聚合物。

进一步地，所述柔性基底采用PET。

进一步地，所述金属纳米线采用银。

一个或多个实施例提供了一种所述透明柔性电极的制备方法，包括以下步骤：

向PTFE薄膜表面喷涂银纳米线溶液，待银纳米线溶液干燥后自组装得到有序环状结构；

由三氟乙酸和二氯甲烷按照1：2配比溶解PET颗粒，添加透明剂，加热得到PET溶液；

旋涂一层PET溶液，加热使PET固化；

冷却后将PET薄膜与PTFE薄膜剥离，得到所述透明柔性电极。

进一步地，PET薄膜的厚度为10-60μm。

进一步地，所述纳米银的直径为10-100nm，长度为20-200μm。

进一步地，所述的含银纳米线溶液的浓度为0.001-10mg/ml。

进一步地，通过控制喷涂设备的载运气体压强、喷嘴尺寸、以及流体的粘滞性调节有序环状结构的尺寸。

一个或多个实施例提供了一种加热器，应用所述透明柔性电极。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

由于柔性基底和金属纳米线之间黏附性较差，嵌入式的处理提高了电极的稳定性，同时也提高了透光性能。所述透明柔性电极制备工艺简单，可大规模批量生产，并且能够通过调节喷涂的参数调节环的尺寸，从而根据工业应用的需要选择合适的导电性能和透光性能。