CN104299721B - 一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法 - Google Patents

一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法。步骤如下：（1）选择和制备保护剂溶液，根据金属纳米线薄膜选用的衬底类型和尺寸选择合适的涂膜设备，在金属纳米线薄膜表面涂覆一薄层的保护层；（2）选择与保护剂溶液互溶的清洗溶液，将涂覆了保护层的薄膜浸入其中清洗，根据保护层厚度确定清洗时间；（3）清洗后取出薄膜吹干或烘干使得薄膜表面剩余保护液固化。本发明方法处理的金属纳米线透明导电薄膜具有优异的薄膜稳定性和光学性质，并能够防止刮擦，通过3M胶带及铅笔刮擦测试。本发明方法适用于所有金属纳米线透明导电薄膜，操作简单，成本低，可用于大规模生产。

Description

一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的 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光学性质的方法，具体涉及一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法。
背景技术
透明电极是太阳能电池、有机发光二极管等光电器件及其他诸如显示器、触摸屏等设备的重要组成部分。一直以来最常见的透明电极材料是氧化铟锡（ITO）。然而氧化铟锡具有诸如脆性、制备需高温、价格昂贵等诸多不足。金属纳米线作为替代氧化铟锡的纳米材料，越来越多的在透明电极领域展现出良好的应用前景。
提高透明导电薄膜稳定性的常见方法是在其表面涂覆保护层，但传统涂覆方法常会降低薄膜光学性质。因此如何改善工艺，在提高透明导电薄膜稳定性的同时不影响其光学性质是有待解决的关键问题。目前尚无通过清洗处理薄膜表面涂覆上的保护层来提高薄膜光学性质的的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法。本发明在保证金属纳米线透明导电薄膜稳定性的基础上，通过清洗处理薄膜表面涂覆上的保护层来提高薄膜光学性质，适用于所有金属纳米线透明导电薄膜，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：
一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法，包括以下步骤：
（1）选择和制备保护剂溶液，根据金属纳米线薄膜选用的衬底类型和尺寸选择合适的涂膜设备，在金属纳米线薄膜表面涂覆一薄层的保护层；
（2）选择与保护剂溶液互溶的清洗溶液，将涂覆了保护层的薄膜浸入其中清洗，根据保护层厚度确定清洗时间；
（3）清洗后取出薄膜吹干或烘干使得薄膜表面剩余保护液固化。
所述金属纳米线包括银纳米线薄膜、金纳米线薄膜、铜纳米线薄膜以及其他类似的金属纳米线薄膜。
所述金属纳米线薄膜可以是在各种衬底上的；所述的衬底包括各种玻璃、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。
所述涂覆方法包括喷涂、刮涂、旋涂等方法。
所述涂覆保护层薄膜过程中衬底可以加热也可以不加热，加热温度也可以根据衬底本身性质来定。
所述保护剂不限于聚乙烯醇，其他诸如苯并三氮唑、羧甲基纤维素钠等有保护效果的物质都可以选用。
所述清洗所需的清洗剂包括自来水，去离子水或者其他水溶液；所述清洗剂可以依据保护剂来选择，可以是水溶性的溶剂，也可以是非水溶性的溶剂；所述非水溶性的溶剂可以用能互溶的有机溶剂作为清洗液。
所述清洗涂覆物质可以采用淬冷，也可以不采用淬冷。
本发明有益效果：
本发明方法处理的金属纳米线透明导电薄膜具有优异的薄膜稳定性和光学性质，并能够防止刮擦，通过3M胶带及铅笔刮擦测试。本发明方法适用于所有金属纳米线透明导电薄膜，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为银纳米线透明导电薄膜原始的，喷涂PVA后，喷涂PVA并清洗后的透过率的变化图；说明喷涂聚乙烯醇（PVA）之后透明导电薄膜的透过率降低，但是清洗后透过率显著提升。
图3为银纳米线透明导电薄膜原始的，喷涂PVA后，喷涂PVA并清洗后的雾度的变化图；喷涂聚乙烯醇（PVA）之后透明导电薄膜的雾度明显增加，但是清洗后雾度恢复与原始薄膜基本相同。
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、以银纳米线透明导电薄膜为例，在玻璃衬底的银纳米线透明导电薄膜上喷涂保护剂聚乙烯醇（PVA）：取 0.125g聚乙烯醇（PVA）溶于 50ml水中，90℃搅拌均匀后，用喷笔喷涂在准备好的玻璃衬底银纳米线透明导电薄膜上。喷涂过程中样品在放在180℃的加热板上。喷涂压强0.2MPa，喷笔距离衬底距离20厘米；
2、清洗：喷涂完成中，将步骤1中得到的样品直接放入去离子水中淬冷清洗，最后用吹风机将样品表面吹干。
实施例2：
1、以银纳米线透明导电薄膜为例，在聚对苯二甲酸乙二酯（PET）衬底的银纳米线透明导电薄膜上喷涂保护剂聚乙烯醇（PVA）：取 0.125g聚乙烯醇（PVA）溶于 50ml水中，90℃搅拌均匀后，用喷笔喷涂在准备好的苯二甲酸乙二酯（PET）衬底银纳米线透明导电薄膜上。喷涂过程中样品不加热，喷涂压强0.2MPa，喷笔距离衬底距离20厘米。
2、清洗：喷涂完成中，将步骤1中得到的样品直接放入去离子水中清洗，最后用吹风机将样品表面吹干。
表1：银纳米线透明导电薄膜原始的及喷涂PVA并清洗处理后抗3M胶带测试的方块电阻变化。
表1说明喷涂保护剂及清洗处理能够获得稳定性抗3M胶带测试的银纳米线透明导电薄膜。

Claims (2)

1.一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选择和制备保护剂溶液，根据金属纳米线薄膜选用的衬底类型和尺寸选择合适的涂膜设备，在金属纳米线薄膜表面涂覆一薄层的保护层；
（2）选择与保护剂溶液互溶的清洗溶液，将涂覆了保护层的薄膜浸入其中清洗，根据保护层厚度确定清洗时间；
（3）清洗后取出薄膜吹干或烘干使得薄膜表面剩余保护液固化；
所述金属纳米线包括银纳米线薄膜，针对银纳米线透明导电薄膜的具体清洗方法为：
1）在玻璃衬底的银纳米线透明导电薄膜上喷涂保护剂聚乙烯醇（PVA）：取 0.125g聚乙烯醇（PVA）溶于 50ml水中，90℃搅拌均匀后，用喷笔喷涂在准备好的玻璃衬底银纳米线透明导电薄膜上，喷涂过程中样品在放在180℃的加热板上；喷涂压强0.2MPa，喷笔距离衬底距离20厘米；
2）清洗：喷涂完成中，将步骤1）中得到的样品直接放入去离子水中淬冷清洗，最后用吹风机将样品表面吹干；
或，
1）在聚对苯二甲酸乙二酯（PET）衬底的银纳米线透明导电薄膜上喷涂保护剂聚乙烯醇（PVA）：取 0.125g聚乙烯醇（PVA）溶于 50ml水中，90℃搅拌均匀后，用喷笔喷涂在准备好的苯二甲酸乙二酯（PET）衬底银纳米线透明导电薄膜上；喷涂过程中样品不加热，喷涂压强0.2MPa，喷笔距离衬底距离20厘米;
2）清洗：喷涂完成中，将步骤1）中得到的样品直接放入去离子水中清洗，最后用吹风机将样品表面吹干。
2.根据权利要求1所述的一种通过清洗处理提高金属纳米线透明导电薄膜光学性质的方法，其特征在于，所述涂覆方法还能是刮涂、旋涂方法。
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