[发明专利]高光学透过性和导电性的柔性金属纳米薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高光学透过性和导电性的金属纳米薄膜及其制备方法，首先进行配料，CuCl₂:C₆H₁₂O₆:ODA(十八胺)按比例溶于去离子水中，然后将混合溶液置于磁力搅拌机中室温下进行磁力搅拌3～10h，使其混合均匀为蓝色溶液；进行水热反应：得到砖红色铜纳米线溶液，将制备好的铜纳米线溶液进行清洗，再于匀胶机上进行旋涂，自然挥发，制成铜纳米线透明导电薄膜材料，最后将制备好的薄膜进行电镀处理。本发明原料使用铜纳米线以获得低成本高光学电学性能的透明导电薄膜材料，并通过电镀使得在较小程度降低透光率的前提下，导电性进一步提高。为开发出能满足当今透明电子信息器件制备与应用要求的材料提供选择。

技术领域

本发明属于透明电子信息材料制备技术领域，涉及一种具有高光学透过性和导电性的金属纳米薄膜及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的发展，透明导电材料以其优异的光学电学特性而普遍应用于触摸屏、液晶显示器等电子技术领域。另外，信息行业(如电子和微电子)的快速发展也对电子元器件的透明化和可穿戴性提出了越来越高的要求，透明导电材料是透明电子元器件的重要组成部分，其研究和开发也一直广受关注。作为透明电子元器件的重要组成部分，透光率和电阻率是研究其光学电学性的重要对象，近几年，对高透光率(>75％)、较低方块电阻的透明导电材料的研究成为信息功能材料研究领域的一大热点。

目前，研究发现以Cu NWs为原料进行旋涂得到的薄膜在冰乙酸中处理后可得到较低的电阻率和较高的光学透过率，但该材料的均匀性和稳定性方面仍有所不足；通过电镀方法进行优化可以使薄膜均匀性得到改善并且提高稳定性，可以得到各项性能均较好的透明导电薄膜材料。

在Cu²⁺电镀液中进行电镀工艺，有利于各条纳米线之间接触点的“焊接”，在这个过程中，会使得整个网络结构更加稳定，同时对光学透过率不会产生很大的影响。通过调节电镀电压、温度等可以获得性能最优的铜纳米线透明导电薄膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种高光学透过性和导电性的金属纳米薄膜及其制备方法，以解决现有技术中大多数透明导电薄膜中存在的高电阻率和机械脆性问题。

本发明的技术方案为：

一种高光学透过性和导电性的柔性金属纳米薄膜，由以下步骤制得：

(1)按摩尔比CuCl₂:C₆H₁₂O₆:ODA(十八胺)＝1:(1～3):(4～10)进行配料，溶于去离子水中，将混合溶液置于磁力搅拌机中室温下进行磁力搅拌3～10h，使其混合均匀为蓝色溶液；

(2)水热反应：将步骤(1)溶液转移至反应釜中置于110～130℃烘箱中进行加热，20～30h后进行自然冷却，在冷却后可得到铜纳米线溶液；

(3)清洗：将制备好的铜纳米线溶液进行清洗；

(4)旋涂：将清洗干净的铜纳米线溶液滴在洁净玻璃片上，并将玻璃片放置于匀胶机上进行旋涂，溶液在室温下自然挥发，制成铜纳米线透明导电薄膜材料；

(5)电镀：将制备好的薄膜进行电镀处理。

所述步骤(2)的反应釜为20～1000ml反应釜。

所述步骤(3)的清洗剂依次为去离子水、正己烷、异丙醇。

所述步骤(5)的电镀液质量配比：HEDP：Cu²⁺：K₂CO₃＝(10～20):1:(2～8)，电镀电压为0.1～3V。

一种高光学透过性和导电性的柔性金属纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤：