【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術提供一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，屬于柔性透明導電電極制備。
技術介紹
1、柔性電子技術是將基于有機/無機材料的電子器件制備在柔性塑料或者薄金屬基板上的一種技術，該技術制備的電子產品具有質量輕、可彎曲的優(yōu)勢，在信息、能源、國防等領域具有廣泛應用前景，例如在近年來已經投入使用的柔性電子顯示器、柔性太陽能電池、柔性光電探測器、柔性傳感器等產品。
2、柔性透明導電電極是柔性太陽能電池以及顯示屏等下一代光電器件的重要部件，其中由氧化銦錫制備的柔性透明電極，憑借其良好的穩(wěn)定性、較高的透過率和導電率等優(yōu)點得到廣泛應用，但其存在制備工藝復雜、機械穩(wěn)定性差、原材料價格昂貴和制備不環(huán)保等問題。
3、為找到替代材料，另外也有采用其他柔性透明電極如石墨烯、導電聚合物、碳納米管以及金屬納米線等材料來制備柔性器件，其中石墨烯電極結構穩(wěn)定，但制備成本高且電學性能不穩(wěn)定，導電聚合物電極的制備成本低，但其穩(wěn)定性不佳，碳納米管電極擁有優(yōu)異的柔韌性，但方阻大，透過率低；而金屬納米線電極，其纖維之間的網狀結構增強光學透過率，且多路徑的導電通道使其具有低方阻，因此成為柔性透明電極較為理想的選擇。
4、但是，目前針對金屬納米線電極的制作工藝仍然存在以下問題和缺陷：
5、電極的品質因數(shù)低：體現(xiàn)在基底透過率較低，電極的納米線之間接觸不良致使電導率較低，電極低的透過率和電導率會導致低的品質因數(shù)；
6、電極的穩(wěn)定性較差：體現(xiàn)在彎折后會導致方阻明顯增大，同時存在空氣穩(wěn)定性差的問題，在空氣中
7、電極的制備成本高：體現(xiàn)在采用銀完全包覆納米線的結構，增加銀的消耗量，用于基底的材料價格昂貴，不利于透明電極的商業(yè)化生產與應用。
8、以上的缺陷及局限性阻礙了柔性透明電極進一步的應用，因此需要對其制備工藝進行相應改進。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，包括如下的制備步驟：
3、步驟一：將聚乙烯吡咯烷酮溶解在去離子水中形成混合物，混合物在空氣中攪拌后形成前驅體溶液，制備的前驅體溶液能夠紡絲；
4、步驟二：將前驅體溶液置入注射器中，并在注射器尖端上出現(xiàn)半球形液滴；
5、步驟三：設定噴絲針頭到方形收集器的距離、流速、施加電壓范圍；
6、步驟四：半球形液滴在高電壓下被極化，在方形收集器紡絲形成納米纖維網格；
7、步驟五：將無水乙醇放入培養(yǎng)皿，在熱臺加熱，把納米纖維網格放置在培養(yǎng)皿上方，對納米纖維網格進行無水乙醇蒸汽處理，融合纖維之間的結點；
8、步驟六：將納米纖維網格進行熱蒸鍍處理，在網格的上表面蒸鍍金屬銀、下表面蒸鍍金屬銅；
9、步驟七：對白玻璃進行預處理：在室溫下分別用去離子水、丙酮、異丙醇對白玻璃進行超聲波清洗，之后進行uv照射，使白玻璃具有親水性；
10、步驟八：將去離子水鋪滿經過預處理的白玻璃表面進行旋涂，形成一層水膜；
11、步驟九：將方形收集器上的納米纖維網格通過水膜的作用黏附到白玻璃上，在轉移過程中，使納米纖維網格鍍有金屬銀的一側黏附在白玻璃上；
12、步驟十：在聚甲基丙烯酸甲酯溶液中摻雜苯甲酸，形成混合物，對混合物加熱攪拌形成苯甲酸修飾的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；
13、將配制的溶液滴涂在附著有金屬網格的白玻璃上方，用刮刀刮涂均勻后進行退火操作，等待干燥；
14、步驟十一：將干燥后的薄膜放入去離子水中靜置，使薄膜從白玻璃上自動脫落，最終形成一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極。
15、所述步驟一中形成混合物的濃度為0.18-0.22g/ml；
16、具體在空氣中攪拌混合物4-6小時形成前驅體溶液，制備的前驅體溶液在空氣濕度為25％-32％的范圍內能夠紡絲。
17、所述步驟三中設定噴絲針頭到方形收集器的距離、流速、施加電壓范圍分別為：10-12?cm、0.06-0.10?mm/min、7.5-8.5?kv。
18、所述步驟四中在方形收集器進行紡絲的時間為100-130?s，覆蓋率為18％-22％。
19、所述步驟五中具體將20-25ml的無水乙醇放入35ml培養(yǎng)皿，在50℃的熱臺加熱，對納米纖維網格進行無水乙醇蒸汽處理2-3min。
20、所述步驟六進行熱蒸鍍處理時，具體在網格的上表面蒸鍍50nm的金屬銀、下表面蒸鍍50nm的金屬銅，蒸鍍速率為0.5-0.9?/s。
21、所述步驟七具體對白玻璃進行超聲波清洗15min，之后uv照射15min。
22、所述步驟八具體將1-1.5ml的去離子水鋪滿經過預處理的白玻璃表面，以旋涂速率1500?rmp，旋涂時間30s進行旋涂。
23、所述步驟十具體在0.2g/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液中摻雜固體量為7.5％的苯甲酸形成混合物；并在溫度為80℃以及攪拌速率為3000rmp的條件下，對混合物加熱攪拌3h形成苯甲酸修飾的聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
24、所述步驟十一具體將干燥后的薄膜放入去離子水中靜置60s。
25、本專利技術相對于現(xiàn)有技術具備的有益效果為：本專利技術提供的制備方法能夠低成本制備出高性能的柔性透明電極，一方面利用無水乙醇蒸汽融合納米線結點、設計銅銀復合管殼結構及苯甲酸修飾聚甲基丙烯酸甲酯作為基底三方面的創(chuàng)新，提高了電極的光電性能及穩(wěn)定性，最終制備出方阻為2.1ω·，透過率為93％，品質因數(shù)為0.23，可承受上萬次彎折的高性能柔性透明電極；另一方面，采用銅銀復合結構、使用苯甲酸修飾的聚甲基丙烯酸甲酯作為基底，在保證電極高性能的前提下降低制備成本；本專利技術為高穩(wěn)定性、高柔韌性、高品質因數(shù)、低成本的柔性透明電極商業(yè)化的發(fā)展提供了一種有效方案。
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1.一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：包括如下的制備步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟一中形成混合物的濃度為0.18-0.22g/ml；
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟三中設定噴絲針頭到方形收集器的距離、流速、施加電壓范圍分別為：10-12?cm、0.06-0.10?mm/min、7.5-8.5?kV。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟四中在方形收集器進行紡絲的時間為100-130?s，覆蓋率為18％-22％。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟五中具體將20-25ml的無水乙醇放入35ml培養(yǎng)皿，在50℃的熱臺加熱，對納米纖維網格進行無水乙醇蒸汽處理2-3min。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟七具體對白玻璃進行超聲波清洗15min，之后UV照射15min。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟八具體將1-1.5ml的去離子水鋪滿經過預處理的白玻璃表面，以旋涂速率1500?rmp，旋涂時間30s進行旋涂。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟十具體在0.2g/ml的聚甲基丙烯酸甲酯溶液中摻雜固體量為7.5％的苯甲酸形成混合物；并在溫度為80℃以及攪拌速率為3000rmp的條件下，對混合物加熱攪拌3h形成苯甲酸修飾的聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟十一具體將干燥后的薄膜放入去離子水中靜置60s。
...【技術特征摘要】
1.一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：包括如下的制備步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟一中形成混合物的濃度為0.18-0.22g/ml；
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟三中設定噴絲針頭到方形收集器的距離、流速、施加電壓范圍分別為：10-12?cm、0.06-0.10?mm/min、7.5-8.5?kv。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟四中在方形收集器進行紡絲的時間為100-130?s，覆蓋率為18％-22％。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其特征在于：所述步驟五中具體將20-25ml的無水乙醇放入35ml培養(yǎng)皿，在50℃的熱臺加熱，對納米纖維網格進行無水乙醇蒸汽處理2-3min。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于銅銀復合納米管殼的柔性透明導電電極制備方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：郝玉英，胡騫文，孫欽軍，趙健，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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