[发明专利]一种PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极的制备方法

说明书

本发明涉及一种PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极的制备方法，所述制备方法将导电高分子PEDOT:PSS和离子液体单体通过静电作用复合，在光、热条件下聚合交联得到PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极。本发明提供的复合柔性透明电极稳定性好、力学性能优异，克服了现有柔性透明电极与基底间的脱落、断裂等问题，具有制备过程简单、成本低、稳定、柔性好的特点，该透明电极适用于制备可穿戴电子设备、柔性触屏、柔性太阳能电池、柔性有机EL面板。

技术领域

本发明属于电子器件制备与应用领域，涉及利用PEDOT:PSS薄膜与离子液体凝胶复合制备高性能柔性透明电极的方法。

背景技术

柔性透明电极在电子与光电子产业的发展中占有举足轻重的地位，是制备众多电子与光电子元器件不可缺少的光电功能材料。目前，柔性透明电极主要是通过在透明有机聚合物基底上通过化学气相沉积、溶胶-凝胶法、真空蒸发沉积等方法制备(参考文献：J.A.Lewis et al.Science,323,1590-1593(2009)；R.B.Kaner et al.Science,335,1326-1330(2012)；D.B.Janes et al.Nature Nanotech,2,378-384(2007)；Y.Cui etal.NatureNanotech,8,421-425(2013))。然而，通过这些方法制备出的柔性透明电极材料都有基底的限制，需要考虑导电层与基底间的粘附作用，如果受到非常大的机械变形，容易发生缺陷断裂，部分剥落等情况，大幅降低柔性透明电极的导电性能，严重限制进一步应用。为了解决这个问题，自支撑的导电膜(参考文献：D.A.Mengistie,C.H.Chen,K.M.Boopathi,F.W.Pranoto,L.J.Li,C.W.Chu,ACS Appl.Mater.Interfaces 7,94-100(2015)；Z.F.Li,G.Q.Ma,R.Ge,F.Qin,X.Y.Dong,W.Meng,T.F.Liu,J.H.Tong,F.Y.Jiang,Y.F.Zhou,K.Li,X.Min,K.F.Huo,Y.H.Zhou,Angew.Chem.Int.Ed.55,979-982(2016))将提供一个新的机遇。然而，制作同时具有高光学透明度和低方块电阻的自支撑薄膜仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PEDOT(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)):PSS(聚对苯乙烯磺酸)@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极的制备方法，该方法制备的电极的透明度高、方阻低，更重要是具有自支撑性。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)在基底上制备透明PEDOT:PSS薄膜或制备透明聚离子液体薄膜；

透明聚离子液体薄膜的制备：在基底上涂布离子液体预聚液，用光或热引发离子液体预聚液在基底表面交联聚合得到聚离子液体薄膜；

2)当步骤1)所制备的是透明PEDOT:PSS薄膜时，将步骤1)制备的透明PEDOT:PSS薄膜与离子液体预聚液通过静电作用复合，用光或热引发离子液体预聚液在PEDOT:PSS薄膜表面交联聚合，经水冲洗，加热，得到PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极；

当步骤1)所制备的是透明聚离子液体薄膜时，将PEDOT:PSS溶液旋涂到聚离子液体薄膜上聚合，经水冲洗，加热，得到PEDOT:PSS@离子液体凝胶复合自支撑柔性透明电极。

优选地，在所述步骤1)中，通过旋涂制备透明的PEDOT:PSS薄膜。

优选地，所述离子液体预聚液包括含有可聚合基团的离子液体以及含有可与PEDOT:PSS进行静电吸引的基团的离子液体；