[发明专利]导电纳米线膜

说明书

本发明提供一种新颖的导电膜和多层导电结构，其包含成簇布置并且具有至少100,000的平均纵横比，任选地由金属纳米粒子装饰的多个金属纳米线。本发明还公开了一种通过表面活性剂/模板辅助的方法制备包括金属纳米线的导电膜的方法，该方法涉及使用基于表面活性剂(例如CTAB)、金属前体(例如HAuCl₄和AgNO₃)和金属还原剂(例如金属硼氢化物或抗坏血酸钠)的前体溶液。

技术领域

本发明大体上涉及导电纳米线膜和其用途。

背景技术

对于将取代常用于各种光电应用中的透明导电氧化物(transparent conductingoxides，TCO)(例如氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化锌(zinc oxide，ZnO)和掺氟氧化锡(fluorine-doped tin oxide，SnO₂:F)的新透明电极(transparent electrode，TE)材料的探究已成为一系列广泛研究的焦点[1]。

这种探索受到两个主要目标的推动。首先，铟不断增长的价格和沉积方法驱使不断努力寻找具有高透明度以及低薄层电阻率的类似独特物理特性的廉价替代物，且其次，TCO家族无法满足新一代装置的特殊要求。举例来说，TCO与新颖的基于塑料的柔性光电装置不完全相容。因此，除了廉价的生产方法以外，新的TE材料必须具备各种特性，诸如柔性和低温实施性，同时维持它们与传统TCO的物理特性可比拟的那些物理特性。

近来提出了一些有前景的新TE候选物。其中大多数是基于导电聚合物，除了纳米级材料以外，诸如碳纳米管、石墨烯薄片、混合金属-聚合物膜[2]、纳米级金属光栅[3-6]及由铜[7,8]、银[9-11]和金-银[12,13]制成的金属纳米线(metal nanowire，NW)随机网络。这些TE由于其廉价沉积方法以及其柔性和大规模实施性而可能满足新一代装置的要求。此外，它们的生产不像传统的TCO那样包括高真空沉积步骤。另外，传统的沉积方法常由于有机材料对溅射涂膜方法的敏感性而与出现的基于有机半导体的装置(诸如发光二极管或晶体管)不相容。当在装置生产的最后阶段需要TC作为顶部电极时，基本上是这种情况。一些新的TE材料(诸如金属NW)具有另一种关键优势——基于其溶液来实施沉积。

参考文献

[1]库玛尔A.(Kumar,A.)；周C.(Zhou,C.)取代掺锡氧化铟的竞争：哪种材料会取胜？(The race to replace tin-doped indium oxide:which material will win？)《美国化学会纳米技术》(ACS nano)2010,4,11-4。

[2]曾X.-Y.(Zeng,X.-Y.)；张Q.-K.(Zhang,Q.-K.)；于R.-M.(Yu,R.-M.)；鲁C.-Z.(Lu,C.-Z.)一种新型透明导体：埋在透明聚合物表面下的银纳米线膜(A new transparentconductor:silver nanowire film buried at the surface of a transparentpolymer).《先进材料》(Advanced materials).2010,22,4484-8。

[3]康M.-G.(Kang,M.-G.)；郭L.J.(Guo,L.J.)纳米压印的半透明金属电极及其在有机发光二极管中的应用(Nanoimprinted Semitransparent Metal Electrodes andTheir Application in Organic Light-Emitting Diodes).《先进材料》2007,19,1391-1396。

[4]特温斯特K.(Tvingstedt,K.)；因加纳斯O.(,O.)用于无ITO的有机光伏装置的电极栅(Electrode Grids for ITO Free Organic Photovoltaic Devices).《先进材料》2007,19,2893-2897。