[发明专利]高稳定性银纳米线/氧化石墨烯复合透明导电薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定性银纳米线/氧化石墨烯复合透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：银纳米线墨水(AgNW墨水)和氧化石墨烯墨水(GO墨水)的制备；将基底进行清洗处理，得预处理后基底；先在预处理后基底上涂布AgNW墨水，然后固化，从而形成AgNW薄膜；接着在AgNW薄膜上涂布GO墨水，然后固化，从而形成AgNW/GO复合薄膜；最后热处理，形成AgNW/GO复合透明导电薄膜。采用本发明的方法，能够使薄膜在保持良好的光电性能的前提条件下，同时具有优异的抗氧化性能。

技术领域

本发明涉及透明电极材料领域，特别是用溶液法制备一种高稳定性银纳米线/氧化石墨烯复合透明导电薄膜的制备。

背景技术

ITO(氧化铟锡)常常作为OLED、太阳能电池、平板显示等光学器件的阳极，占据着很大的市场份额。铟锡氧化物(ITO)是通过将Sn掺入In₂O₃中而形成的n型半导体，通常用于OLED器件中的透明电极，具有高可见光透过率和高电导率。但是，铟是地壳中的稀有元素，并且ITO有一定的脆性，容易产生裂纹从而导致失效，这极大地限制了其在柔性电子领域的应用。正以为ITO存在诸多不足，研究者们致力于开发第二代柔性透明电极，碳纳米管、石墨烯、金属纳米线、金属导电氧化物和导电聚合物电极等柔性透明导电材料应运而生。

在这些透明导电薄膜中，银纳米线(AgNW)被认为是最有望替代ITO的透明电极材料。银纳米线是直径约为10-200nm，长度约为5-100μm的一维银纳米材料。银纳米线用于透明薄膜有优异的导电性能、较高的透光率、良好的耐弯折性能等等；AgNW电极虽然很有应用前景，却也有自身缺点。长期暴露于空气中的纳米级AgNW容易被氧化，尤其是在特殊环境中(如高温高湿环境)下会加速AgNW的氧化，随着时间的推移，这些不可修复的氧化积累会阻碍电子的传输，从而导致器件的永久失效。

而石墨烯作为目前世界上最薄、强度最高的二维材料，它具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa，在较宽波长范围内吸收率约为2.3％。并且石墨烯薄膜的平整度好、化学性能稳定、功函数可调、柔韧性好、可见光波段透光性好，被人们广泛地用于柔性透明导电薄膜的研究。氧化石墨烯是石墨粉经化学氧化及剥离后的产物，因其表面含有大量含氧官能团而易于分散在溶剂中，适用于利用溶液法制备薄膜。

目前已经有研究人员将银纳米线和石墨烯或者氧化石墨烯进行复合来提高AgNW薄膜的抗氧化性能。Lee等人(RSC Advances,2016,6(19),15838-15845)采用化学气相沉积(CVD)的方法在铜箔上沉积一层石墨烯薄膜，再通过转移的方式制备性能优异的AgNW/graphene电极，但使用CVD沉积石墨烯，价格昂贵且能耗大，转移的工艺流程繁琐，无法进行工业化大批量生产；Wu等人(Nanoscale,2013,5(17),7750)先是通过自组装的方法制备一层较薄的氧化石墨烯薄膜，再通过简单的浸涂法制备AgNW/GO薄膜，此方法制备的薄膜具有较好的稳定性，但是自组装方法制备的GO薄膜的尺寸较小，无法制备大尺寸的薄膜。因此，本领域急需一种简单易行、能耗小、价格低廉的可进行工业化生产的工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高稳定性银纳米线/氧化石墨烯复合透明导电薄膜的制备方法，能够使薄膜在保持良好的光电性能的前提条件下，同时具有优异的抗氧化性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高稳定性银纳米线/氧化石墨烯复合透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)、银纳米线墨水和氧化石墨烯墨水的制备：

以银纳米线(AgNW)分散液为前驱体溶液，与助剂混合，得AgNW墨水；AgNW墨水中，AgNW的浓度为0.1～20mg/mL(优选2～3.5mg/mL)；