[发明专利]一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及复合材料制备领域，公开了一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)石墨烯薄膜的制备；2)石墨烯薄膜的转移；3)银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备。本发明充分发挥了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势，使复合薄膜具有高导电性与高透过率的同时保证其表面平整度，其电学性能已媲美ITO薄膜，且其光学透过率却更优于ITO薄膜，更适合于透明导电电极的应用。同时，本发明很好的减少了工艺流程，大大降低了材料的制备成本，有利于实现大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，尤其是涉及一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法。

背景技术

随着有机电致发光器件(OrganicLight-emittingDiode，OLED)、太阳能电池以及新型柔性电子器件的迅速发展，迫使其中起重要作用的透明导电材料需从结构、性能、制备工艺等方面进行提升以满足高效器件的应用要求。现常用的ITO(氧化铟锡)等透明导电材料虽然具有良好的光电性能，但也有很多缺陷：1、铟为稀土元素，资源有限，价格昂贵；2、ITO薄膜主要采用真空溅射、蒸镀等技术制备，生产工艺复杂，成本高，大尺寸样件较难制备；3、ITO薄膜质地较脆，耐弯折性能差，无法获得柔性透明导电层。因此，寻求具有较高的稳定性，亦有高导电率和高透过率，且重量轻、可弯曲、可采用卷轴式工业化连续生产的新材料应用成为光电领域的一个重要研究方向。

石墨烯作为碳材料新兴家族中的一员，其在保持高透过率的同时还具有超高的载流子迁移率，强度高同时具备可弯曲特性，用石墨烯薄膜替代传统ITO、AZO等透明电极在光电器件中的应用，被普遍认为是最有可能率先实现突破的领域之一。而常用的化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯薄膜通常情况下为多晶，载流子在晶界处流动受到阻碍并且易发生散射，导致单层石墨烯薄膜的面电阻过高，通常在600Ω/□左右，这极大地阻碍了石墨烯薄膜在光电器件中应用的发展进程，尤其是作为透明导电电极。为了解决上述多晶石墨烯面电阻过高的问题，通常采用将石墨烯薄膜进行叠层、化学修饰等手段降低其面电阻以达到器件的应用要求。但是，在高透射率的前提下，尽管通过化学修饰等方法，薄膜的面电阻仍然维持在100Ω/□以上，与目前工业生产上普遍使用的ITO薄膜间仍然存在很大的差距。

银纳米线作为近来备受关注的材料之一，其搭建的薄膜具有高导电性与高透过率的突出特点，现在业界已经证明这种纳米薄膜具有很好的光电性质，在透过率为85％时方块电阻可以达到20Ω/□以下，这已经达到了可以代替ITO的水平。除此之外，银纳米线薄膜的机械稳定性也非常好，在反复弯折之后并不会发生性能的衰减，非常适合作为柔性器件的透明电极使用。银纳米线电极的制备方法也非常简单，用喷涂、旋涂、喷墨打印的多种方法都可以实现低成本且大面积制备，符合未来大尺寸器件电极的要求。因此有很多将银纳米线和其他透明电极材料结合作为复合电极使用，利用银纳米线的长程导电性和其他材料的性质来提高整体复合电极的性能，但是银纳米线复合成膜后，多存在线与线之间交叠使得表面粗糙度较高、薄膜表面平整度不好，限制其应用性能，为了减少复合薄膜的表面粗糙度，需要进一步采用复杂的制备工艺，成本高而难于实用化。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对上述现有技术的不足，提供一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法，能很好的减少工艺流程，降低了成本，所制备的银纳米线/石墨烯复合薄膜结合了银纳米线与石墨烯薄膜各自的优势，使复合薄膜具有高导电性与高透过率，同时还能有效降低其表面粗糙度，而且复合薄膜还具备可弯曲特性，表现出替代ITO用于光电器件、尤其是应用于柔性光电器件的极大潜力。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)石墨烯薄膜的制备：

1.1提供一生长基底；

1.2将上述的生长基底放置于管式炉中部，用机械泵将石英管内的压力抽至5pa以下，并多次通入氢气来清洗管路；