CN104299680A - 一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法 - Google Patents

一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法。本发明将已制备好的银纳米线透明导电薄膜放入一定浓度的硼氢化钠(NaBH4)水溶液中浸泡一定时间，清洗后，将银纳米线透明导电薄膜放入某种浓度的三氯化铁（FeCl3）水溶液中浸泡一定时间，清洗后，用吹风机吹干，即可实现银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的提高。本发明方法操作简单，成本低，可用于大规模生产。

Description

一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，具体涉及一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法。
背景技术
在现代光电器件(太阳能电池，有机发光二极管，显示器，触摸屏等)中，透明电极已经成为重要的组成部分。当前最常用的透明电极材料是氧化铟锡(ITO)。然而，氧化铟锡具有诸多不足：脆性、需要昂贵的真空沉积技术、铟储备越来越少、价格日渐昂贵等。因此寻找ITO的替代材料已成为必然。目前可替代ITO并适用于柔性器件的材料有碳纳米管、石墨烯、银纳米线等。尽管许多研究人员致力于研究非常规纳米结构的导电材料，但这些材料也都有自身的局限。例如，基于碳的某些材料需要昂贵的真空环境和有毒性的化学过程来提高性能；导电聚合物价格低廉，制备简单，但是导电性仍需要增强；银纳米线透明导电薄膜可以具备良好的导电性但是也存在银在空气中易变质的问题。空气中的氧气和含硫化合物会使得薄膜性能有所降低。目前已有人采用防腐剂的办法来解决上述问题，但是防腐剂价格昂贵，并且多数带有毒性。因此寻找其他简单的方式提高银纳米线的化学稳定性是非常重要的。目前尚无使用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性方面的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法。本发明利用溶液法，通过在溶液中浸泡银纳米线透明导电薄膜一定时间，可实现银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的提高。该发明操作简单，成本低，可用于大规模生产。
为实现上述目的，本发明采用技术方案如下：
一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法的方法，包括以下步骤：
(1)取0.25g硼氢化钠溶于100g水中；
(2)取0.05677g三氯化铁；溶于50g水中；
(3)取步骤(2)中的溶液100μl，溶于100ml水中；
(4)将制备好的银纳米线透明导电薄膜在步骤(1)的硼氢化钠溶液中浸泡30s，取出后用去离子水冲洗干净并吹干；
(5)将步骤(4)中的银纳米线透明导电薄膜放入步骤(3)的溶液中浸泡1min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。
所述方法适用于多种衬底上制备的银纳米线透明导电薄膜，所述衬底包括各种玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯、各种型号的硅胶、各种纸、各种布等。
所述方法中，先用硼氢化钠溶液处理薄膜，会使得后面卤化物溶液处理薄膜的效果更好，但也可以不使用硼氢化钠提前处理薄膜。
所述硼氢化钠溶液的浓度不限于某个浓度，硼氢化钠溶液的浓度越大，所需要的处理时间就越短，硼氢化钠溶液的浓度越小，所需处理时间越长。
所述硼氢化钠溶液处理银纳米线透明导电薄膜并清洗后可以吹干也可以不吹干直接放入三氯化铁溶液中进行处理。
所述三氯化铁溶液的的浓度也不是限于某个浓度，溶液浓度越大，反应所需要的时间越短，溶液浓度越小，反应所需要的时间越长。
本发明有益效果：
本发明通过在硼氢化钠溶液和三氯化铁溶液中浸泡银纳米线透明导电薄膜一定时间来提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，该方法不需要昂贵的实验设备，只需将银纳米线透明导电薄膜在溶液浸泡一定时间，拿出后用去离子水清洗薄膜表面，使用吹风机吹干，即可实现银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的提高；而且操作简单，成本低，可用于大规模生产。
附图说明
图1为本发明实验过程示意图。
图2为银纳米线经三氯化铁溶液处理后的透射电子显微镜图片；FeCl3溶液处理后银纳米线表面有一层约2nm厚的AgCl形成。
图3为银纳米线经三氯化铁溶液处理后，在臭氧等离子刻蚀机25℃，6分钟后的透射电子显微镜图片；臭氧等离子刻蚀后银纳米线表面结构未发生变化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1：
1、取0.25g硼氢化钠(NaBH4)溶于100g水中；
2、取0.05677g三氯化铁(FeCl3)溶于50g水中；
3、取步骤2中的溶液100μl，溶于100ml水中；
4、将制备好的银纳米线透明导电薄膜在步骤1的硼氢化钠溶液中浸泡30s，取出后用去离子水冲洗干净并吹干；
5、将步骤4中的银纳米线透明导电薄膜放入步骤3的溶液中浸泡1min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。
表1：未用三氯化铁处理和用三氯化铁处理后的薄膜经臭氧刻蚀前后的方块电阻对比
表2：使用2000ppm硫化氢处理未用三氯化铁处理和用三氯化铁处理后的薄膜1小时前后的方块电阻对比
臭氧等离子刻蚀前后银纳米线透明导电薄膜的方块电阻变化(表1)证明了FeCl3溶液处理后银纳米线具有抗氧化性。使用浓度为2000ppm硫化氢气氛处理未用三氯化铁处理和用三氯化铁处理后的薄膜1小时前后的方块电阻对比(表2)证明了三氯化铁处理后的银纳米线透明导电薄膜具有抗硫化的作用。

Claims (6)

1.一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，其特征在于包括以下步骤：
    （1）取0.25g硼氢化钠溶于100g水中；
    （2）取0.05677g三氯化铁；溶于50g水中；
    （3）取步骤（2）中的溶液100μl，溶于100ml水中；
    （4）将制备好的银纳米线透明导电薄膜在步骤（1）的硼氢化钠溶液中浸泡30s，取出后用去离子水冲洗干净并吹干；
    （5）将步骤（4）中的银纳米线透明导电薄膜放入步骤（3）的溶液中浸泡1min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。
2.根据权利要求1所述的一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，其特征在于，所述方法适用于多种衬底上制备的银纳米线透明导电薄膜，所述衬底包括各种玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯、各种型号的硅胶、各种纸、各种布等。
3.根据权利要求1所述的一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，其特征在于，所述方法中，先用硼氢化钠溶液处理薄膜，会使得后面卤化物溶液处理薄膜的效果更好，但也可以不使用硼氢化钠提前处理薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法电性的方法，其特征在于，所述硼氢化钠溶液的浓度不限于某个浓度，硼氢化钠溶液的浓度越大，所需要的处理时间就越短，硼氢化钠溶液的浓度越小，所需处理时间越长。
5.根据权利要求1所述的一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，其特征在于，所述硼氢化钠溶液处理银纳米线透明导电薄膜并清洗后可以吹干也可以不吹干直接放入三氯化铁溶液中进行处理。
6.根据权利要求1所述的一种利用溶液法提高银纳米线透明导电薄膜化学稳定性的方法，其特征在于，所述三氯化铁溶液的的浓度也不是限于某个浓度，溶液浓度越大，反应所需要的时间越短，溶液浓度越小，反应所需要的时间越长。
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