[发明专利]一种性能稳定的银纳米线复合透明电极的制备方法

说明书

本发明提供一种性能稳定的银纳米线复合透明电极的制备方法。以透明聚合物为柔性或弹性衬底，以银纳米线透明导电网络为导电层，以巯基化合物为界面修饰层，通过溶液加工法制得。巯基化合物通过巯基端基与银纳米线反应形成致密的保护层，极大提高银纳米线的抗氧化及抗腐蚀能力；巯基化合物通过另一端官能团端基与聚合物衬底反应形成界面修饰层，缓冲应力，提高银纳米线导电网络的结构稳定性。复合透明电极具有优异的光电性能，高表面平整度，优异的抗氧化和耐腐蚀性，优异的耐弯曲性，以及优异的拉伸稳定性。复合透明电极可应用于柔性或可拉伸有机发光器件，光伏电池，触控屏技术，人机交互界面等。

技术领域

本发明属于柔性复合透明电极技术领域，涉及纳米复合材料，柔性透明电极技术领域，特别涉及一种性能稳定的银纳米线复合透明电极的制备方法。在柔性或可拉伸有机发光器件，光伏电池，触控屏技术，人机交互界面等领域具有巨大应用前景。

背景技术

柔性透明电极由于其广泛的应用有着巨大的前景，日常生活中人们对于柔性透明电子器件的使用愈发频繁，对于柔性透明电极的稳定性提出了更高的要求。柔性太阳能电池的电极材料在工作过程中，由于电极被腐蚀，电阻上升，性能明显衰减；柔性或可拉伸发光器件在反复弯折或拉伸过程中，由于电极耐疲劳性差，发光效率明显下降。因此开发性能稳定的银纳米线复合透明电极具有重要意义。

从应用角度分析，柔性复合透明电极必须要满足以下条件：具有高透光率和低方块电阻，以降低器件功耗；良好的机械稳定性(柔性、拉伸性和抗疲劳性能)和化学稳定性，以降低维护成本。但是到目前为止，研究人员对于柔性复合透明电极在高透光率和低方块电阻、良好的机械稳定性和化学稳定性方面的探索仍不理想。

中国专利公开号为CN113689974A公布了一种银纳米线透明电极及其制备方法。该发明对于仪器设备和基板的形状及精度要求高，结构复杂，制备工艺繁琐。

中国专利公开号为CN108682481A公布了一种基于铜纳米线透明电极及其制备方法。所述透明电极采用了层层旋涂，先旋涂一层铜纳米线然后再旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯，然后反复重复以上操作。但是由于铜纳米线易被氧化腐蚀，因此电极使用寿命较短，耐腐蚀性差，无法满足透明电极长寿命、耐腐蚀的应用要求。

非专利文献1(Adv.Mater.2015,27,4744-4751)中报道了一种将银纳米线包埋在聚二甲基硅氧烷制备的柔性复合透明电极，所述柔性复合透明电极具有60％的工作范围，当方块电阻为30Ω·sq^-1时，透光率为85％。但是该器件在50％应变下仅循环10次，限制了该器件的应用。

非专利文献2(Adv.Mater.2012,24,1321–1327)中报道了一种将银纳米线包埋在接枝共聚物中制备的柔性复合透明电极，所述柔性复合透明电极具有160％的工作范围，在90％应变下循环5000次。但是该透明电极10Ω·sq^-1时，透光率为45％，限制了该电极在透明器件中的应用。

非专利文献2(npj Flex.Electron.2021,5,31.)中报道了一种将银纳米线包埋在交联聚乙烯醇和PDMS的柔性复合透明电极，所述柔性复合透明电极具有100％的工作范围，20Ω·sq^-1时，透光率为88％。但是该透明电极仅能进行弯曲及小应变下的拉伸，限制了该器件的应用。

同时具有优异光电性能、良好的机械稳定性和化学稳定性的柔性复合透明电极尚未见诸报道。

总的来说，本发明制备了一种高透光率和低方块电阻、优异机械稳定性和化学稳定性的柔性复合透明电极，这是当前大部分柔性透明电极所不能达到的。

发明内容