CN107610802A - 透明导电薄膜、光电器件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法，包括：目标结构；银纳米线薄膜层，位于目标结构表面；透明导电聚合物填充层，填充于银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖银纳米线薄膜层。透明导电薄膜具有高导电性和高透过率的优点；通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层能够在其上均匀涂布；并且通过透明导电聚合物填充层与石墨烯薄膜的覆盖，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度；同时所述透明导电薄膜还具备可弯曲特性，在柔性衬底上制备上述透明导电薄膜经过数次弯曲后，透过率与方块电阻均无明显变化，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。

Description

透明导电薄膜、光电器件及其制作方法

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，特别是涉及一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法。

背景技术

OLED(Organic Light-Emitting Diode)即有机电致发光器件具有发光效率高、响应速度快、驱动电压低等优点，是光电器件领域的热点研究方向之一。近年来通过对新材料的不断探索以及器件制作工艺的不断优化，OLED已经取得了很大的进步，但是要在平板显示领域充分发挥其优势，OLED的器件稳定性、成本控制、可柔性等方面还需要进一步的改善。其中，其透明导电材料的表面功函数、光电特性、表面平整性、化学稳定性以及与有机层的兼容性是OLED发展的关键因素。

ITO(Indium Tin Oxide)即氧化铟锡具有高导电性、高透过率的特点，是目前为止最广泛应用的透明电极材料。但其在OLED应用中存在着不足，如材料成本高且柔韧性不够，存在过度弯曲时容易破裂的危险；在500～550nm以下的波长区域透射率会下降，看上去显黄色或茶色；其电阻率也比较大；ITO中的金属铟会扩散至有机层内，影响器件寿命等。基于ITO存在以上缺点，寻找导电性高、透过率好、柔性的新型的透明导电薄膜材料对于促进OLED产业的发展具有十分重要的意义。

石墨烯薄膜特殊的二维结构，使其具有完美的量子隧道效应、稳定的电导率、高透过率及可弯曲特性等一系列性质，同时石墨烯薄膜与OLED中的注入层有良好的相容性，展现了石墨烯薄膜在OLED中的极大应用潜力。但是通过化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜大多为多晶，导致制备的石墨烯薄膜的方块电阻过高，约为500～10000Ω/□，严重制约了其在透明导电薄膜领域的实际应用。为了降低石墨烯薄膜的方块电阻，通常采用对石墨烯薄膜进行掺杂、化学修饰或将石墨烯薄膜与其他材料形成复合薄膜，在保证高透过率的前提下改善石墨烯薄膜的电学性能。

银纳米线薄膜层具有高导电性、高透过率的突出特点，良好的光电性能使其成为透明导电薄膜领域备受关注的材料之一。同时，银纳米线薄膜层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，适合作为柔性器件的透明电极使用。银纳米线薄膜层透明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。然而银纳米线薄膜层表面起伏过大，且直接与注入层接触会导致器件被击穿，限制了银纳米线薄膜层直接作为OLED透明导电层的应用。

透明导电聚合物具有高功函数、高透过率、成膜均匀性好的特点，使其不仅可以直接制备透明导电薄膜，而且还可以与银纳米线薄膜层、石墨烯薄膜构成复合薄膜，从而将透明导电聚合物良好的成膜均匀性、银纳米线薄膜层高导电性、石墨烯薄膜电子高迁移率的特点结合到一起，使复合薄膜具备高透过率、高导电性的特点。美国加利福尼亚大学的研究人员采用氧化石墨烯粉体包裹银纳米线薄膜层来增强线与线之间的结合，制备的复合薄膜具有良好的光电性能，但是由于薄膜表面平整度不好导致OLED器件性能不高。韩国蔚山科学技大学的研究人员采用毛细管印刷的方法使银纳米线薄膜层保持同向性，并将制备出的银纳米线薄膜层/pedot：pss复合透明导电薄膜用于OLED阳极制作了高发光效率的黄光OLED器件，但是其采用的制备工艺复杂，成本高而难于实用化。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法，用于解决现有技术中透明导电材料ITO存在成本高，不具备柔性，铟元素扩散影响器件寿命等问题，以及银纳米线薄膜层及其复合薄膜应用于OLED器件中存在的薄膜表面平整度不好导致OLED器件性能不高、制备工艺复杂，成本高而难于实用化等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括：

目标结构；

银纳米线薄膜层，位于所述目标结构表面，所述银纳米线薄膜层为表面经过热处理及亲水处理的银纳米线薄膜层；

透明导电聚合物填充层，填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

优选地，所述目标结构为目标衬底或具有功能器件的半导体结构。

优选地，所述目标衬底为石英玻璃、毛玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

优选地，所述银纳米线薄膜层包括多个接触连接的银纳米线。

优选地，所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线的长度为10μm～200μm，所述银纳米线的直径为20nm～100nm。

优选地，所述透明导电聚合物填充层的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

优选地，所述透明导电薄膜还包括石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜位于所述透明导电聚合物填充层表面。

本发明还提供一种上述透明导电薄膜的制作方法，所述透明导电薄膜的制作方法包括以下步骤：

1)提供一目标结构；

2)在所述目标结构上形成银纳米线薄膜层；

3)在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层，所述透明导电聚合物填充层填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

优选地，在步骤1)中，所述目标结构为目标衬底或具有功能器件的半导体结构。

优选地，所述目标衬底为石英玻璃、玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

优选地，在步骤2)中，在所述目标结构上形成银纳米线薄膜层包括以下步骤：

2-1)提供银纳米线及溶剂，将所述银纳米线置于所述溶剂中得到银纳米线分散液；

2-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在所述目标结构上制备包括多个接触连接的银纳米线的所述银纳米线薄膜层。

优选地，所述溶剂为乙醇、异丙醇或去离子水，所述银纳米线分散液的浓度为1mg/ml～20mg/ml。

优选地，在步骤2)中，还包括对所述银纳米线薄膜层进行热处理的步骤。

优选地，对所述银纳米线薄膜层进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述银纳米线薄膜层进行热处理的时间为5分钟～10分钟。

优选地，在步骤2)中，还包括对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理的步骤。

优选地，采用二氧化钛溶胶对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理。

优选地，所述二氧化钛溶胶的分散介质为乙醇、异丙醇或去离子水；所述二氧化钛溶胶的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

优选地，在步骤3)中，在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层包括以下步骤：

3-1)提供透明导电聚合物溶液，将所述透明导电聚合物溶液与乙二醇或二甲基亚砜按照1:2～1:10的配比形成透明导电聚合物涂布浆料；

3-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在步骤2)得到的结构表面形成所述透明导电聚合物填充层。

优选地，所述透明导电聚合物填充层的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

优选地，在步骤3)之后，还包括对步骤3)得到的结构进行热处理的步骤。

优选地，对所述步骤3)得到的结构进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述步骤3)得到的结构进行热处理的时间为5分钟～20分钟。

优选地，对所述透明导电聚合物填充层进行热处理之后，还包括对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的步骤。

优选地，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的压强为0.2MPa～1MPa，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的温度为150℃～300℃，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的时间为10分钟～30分钟。

优选地，在步骤3)之后，还包括在所述透明导电聚合物填充层表面形成石墨烯薄膜的步骤。

优选地，在所述透明导电聚合物填充层表面形成所述石墨烯薄膜包括以下步骤：

提供生长基底；

在所述生长基底表面制备所述石墨烯薄膜；

将所述石墨烯薄膜转移至所述透明导电聚合物填充层表面。

本发明还提供一种光电器件，所述光电器件包括如上述任一方案中所述的透明导电薄膜。如上所述，本发明的透明导电薄膜、光电器件及其制作方法，具有以下有益效果：本发明的透明导电薄膜具有高导电性和高透过率的优点；通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层能够在其上均匀涂布；并且通过透明导电聚合物填充层与石墨烯薄膜的覆盖，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度；同时所述透明导电薄膜还具备可弯曲特性，在柔性衬底上制备上述透明导电薄膜经过数次弯曲后，透过率与方块电阻均无明显变化，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。本发明的透明导电薄膜的制作方法制作工艺简单，通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层能够在其上均匀涂布；通过热压处理改变了银纳米线的堆叠状态，提高了导电性；通过在透明导电聚合物填充层表面形成石墨烯薄膜，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度且可对功函数进行调控。

附图说明

图1至图2显示为本发明实施例一中提供的透明导电薄膜的截面结构示意图。

图3显示为本发明实施例二中提供的透明导电薄膜的制作方法工作流程图。

图4至图11显示为本发明实施例二中提供的透明导电薄膜的制作方法各步骤中的截面结构示意图。

元件标号说明

1 目标结构

2 银纳米线

3 透明导电聚合物填充层

4 石墨烯薄膜

5 生长基底

6 二氧化钛溶胶

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种透明导电薄膜，所述透明导电薄膜至少包括：目标结构1；银纳米线薄膜层，所述银纳米线薄膜层位于所述目标结构1表面，所述银纳米线薄膜层为表面经过热处理及亲水处理的银纳米线薄膜层；透明导电聚合物填充层3，所述透明导电聚合物填充层3填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。亲水处理后的所述银纳米线薄膜层使得所述透明导电聚合物填充层3能够在其上均匀涂布。

作为示例，所述目标结构1可以为目标衬底或具有功能器件的半导体结构；当所述目标结构1为目标衬底时可以为石英玻璃、玻璃等非柔性衬底，也可以为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等柔性衬底中的一种。

作为示例，所述银纳米线薄膜层包括多个接触连接的银纳米线2；所述银纳米线2在所述目标结构1表面呈无规则排列，所述银纳米线2呈交叠的网状形态分布于所述目标结构1的表面。不同的所述银纳米线2可以位于不同的表面上，即不同的所述银纳米线2可以呈堆叠交错分布。所述银纳米线薄膜层的表面经过热压处理，可以改变所述银纳米线2的堆叠状态，使得堆叠的所述银纳米线2的接触部分成为一体结构，即堆叠的所述银纳米线2的接触部分嵌入在一起，从而提高所述银纳米线薄膜层的导电性能。

作为示例，所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线2的形状可以为但不仅仅限于圆柱形。所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线2的长度为10μm～200μm，所述银纳米线2的直径为20nm～100nm。

作为示例，所述透明导电聚合物填充层3的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

在另一示例，所述透明导电薄膜还包括石墨烯薄膜4，所述石墨烯薄膜4位于所述透明导电聚合物填充层3表面。在所述透明导电聚合物填充层3表面形成所述石墨烯薄膜4，可以得到高透过率、高导电性、平整度高、功函数合适的透明导电薄膜，使其更好的满足OLED器件的要求，并以此复合薄膜为阳极制备出发光效率优良的OLED器件。

本发明的透明导电薄膜具有高导电性和高透过率的优点；通过所述透明导电聚合物填充层3与所述石墨烯薄膜4的覆盖，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度；同时所述透明导电薄膜还具备可弯曲特性，在柔性衬底上制备上述透明导电薄膜经过数次弯曲后，透过率与方块电阻均无明显变化，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。

实施例二

如图3所示，本发明还提供一种透明导电薄膜的制作方法，所述透明导电薄膜的制作方法适于制作实施例一中所述的透明导电薄膜，所述透明导电薄膜的制作方法包括以下步骤：

1)提供一目标结构；

2)在所述目标结构上形成银纳米线薄膜层；

3)在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层，所述透明导电聚合物填充层填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

在步骤1)中，请参阅图3中的S1步骤及图4，提供一目标结构1。

作为示例，所述目标结构1可以为目标衬底或具有功能器件的半导体结构；当所述目标结构1为目标衬底时可以为石英玻璃、玻璃等非柔性衬底，也可以为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等柔性衬底中的一种。

在步骤2)中，请参阅图3中的S2步骤及图5，在所述目标结构1上形成银纳米线薄膜层。

作为示例，在所述目标结构1上形成银纳米线薄膜层包括以下步骤：

2-1)提供银纳米线2及溶剂，将所述银纳米线2置于所述溶剂中得到银纳米线分散液；

2-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在所述目标结构1上制备包括多个接触连接的银纳米线2的所述银纳米线薄膜层。

作为示例，所述溶剂为乙醇、异丙醇或去离子水，所述银纳米线分散液的浓度为1mg/ml～20mg/ml。

作为示例，所述银纳米线薄膜层包括多个接触连接的银纳米线2；所述银纳米线2在所述目标结构1表面呈无规则排列。不同的所述银纳米线2可以位于不同的表面上，即不同的所述银纳米线2可以呈堆叠交错分布。

作为示例，所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线2的形状可以为但不仅仅限于圆柱形。所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线2的长度为10μm～200μm，所述银纳米线2的直径为20nm～100nm。

作为示例，在所述步骤2)中，在所述目标结构1上形成所述银纳米线薄膜层之后，还包括对所述银纳米线薄膜层进行热处理的步骤。

作为示例，对所述银纳米线薄膜层进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述银纳米线薄膜层进行热处理的时间为5分钟～10分钟。作为示例，在所述步骤2)中，在所述目标结构1上形成所述银纳米线薄膜层之后，还包括对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理的步骤，如图6所示。通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层3能够在所述银纳米线薄膜层上均匀涂布。

作为示例，采用二氧化钛溶胶6对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理；具体的方法为：采用旋涂工艺在所述银纳米线薄膜层表面旋涂一层所述二氧化钛溶胶6，当然，在其他实施例中，也可以采用浸渍提拉、喷涂、丝网印刷等工艺对所述银纳米线薄膜层进行亲水处理。

作为示例，所述二氧化钛溶胶6的分散介质可以为乙醇、异丙醇或去离子水；所述二氧化钛溶胶6的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

在步骤3)中，请参阅图3中的S3步骤及图7，在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层3，所述透明导电聚合物填充层3填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

作为示例，在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层3包括以下步骤：

3-1)提供透明导电聚合物溶液，将所述透明导电聚合物溶液与乙二醇或二甲基亚砜按照1:2～1:10的配比形成透明导电聚合物涂布浆料；

3-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在步骤2)得到的结构表面形成所述透明导电聚合物填充层3。

作为示例，所述透明导电聚合物填充层3的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

作为示例，在步骤3)之后，还包括对步骤3)得到的结构进行热处理(即对所述银纳米线薄膜层及所述透明导电聚合物填充层3进行热处理)的步骤。对所述步骤3)得到的结构进行热处理，有利于所述透明导电聚合物填充层3中溶剂(如乙二醇或二甲基亚砜)的挥发，便于所述透明导电聚合物填充层3的成型。

作为示例，步骤3)得到的结构进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述步骤3)得到的结构进行热处理的时间为5分钟～20分钟。

作为示例，对所述透明导电聚合物填充层3进行热处理之后，还包括对所述透步骤3)得到的结构进行热压处理的步骤。通过对所述步骤3)得到的结构进行热压处理，即通过对所述银纳米线薄膜层及所述透明导电聚合物填充层3进行热压处理，使得所述透明导电聚合物填充层3表面的平整度更高，降低了其表面的粗糙度；同时可以改变所述银纳米线2的堆叠形态，使得堆叠的所述银纳米线2的接触部分成为一体结构，即堆叠的所述银纳米线2的接触部分嵌入在一起，从而提高所述银纳米线薄膜层的导电性能。

作为示例，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的压强为0.2MPa～1MPa，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的温度为150℃～300℃，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的时间为10分钟～30分钟。作为示例，在步骤3)之后，还包括在所述透明导电聚合物填充层3表面形成石墨烯薄膜4的步骤。

作为示例，在所述透明导电聚合物填充层3表面形成所述石墨烯薄膜4包括以下步骤：

4)提供生长基底5，如图8所示；

5)在所述生长基底5表面制备所述石墨烯薄膜4，如图9所示；具体的，可以采用但不仅限于化学气相沉积法在所述生长基底5表面制备所述石墨烯薄膜4；

6)将所述石墨烯薄膜4转移至所述透明导电聚合物填充层3表面，即得到银纳米线薄膜层/透明导电聚合物填充层/石墨烯薄膜的复合薄膜结构；具体的，首先，将步骤5)得到的包括所述生长基底5及所述石墨烯薄膜4的结构键合至所述透明导电聚合物填充层3表面，其中，所述石墨烯薄膜4的表面及所述透明导电聚合物填充层3的表面为键合面，即所述石墨烯薄膜4的表面及所述透明导电聚合物填充层3的表面相接触，如图10所示；然后，去除所述生长基底5即将所述石墨烯薄膜4转移至所述透明导电聚合物填充层3的表面，如图11所示。

需要说明的是，所述石墨烯薄膜4可以为单层石墨烯薄膜，也可以为多层石墨烯薄膜。

完成上述步骤之后，根据实际需要将所述透明导电薄膜进行图形化，即可将其应用于OLED器件。

本发明的制作方法制备的所述透明导电薄膜具有高透过率、高导电性的优点，通过简单的热压，使得所述银纳米线薄膜层交错处由堆叠变为接合，线与线之间结合更紧密；通过对所述银纳米线薄膜层进行亲水处理使得所述透明导电聚合物填充层3能够在其上均匀涂布；并且通过所述透明导电聚合物填充层3的覆盖，在保证复合薄膜高透过率、高导电性的同时，有效降低了其表面的粗糙度，避免了所述银纳米线薄膜层直接与注入层接触造成器件被击穿；同时所述透明导电聚合物填充层3具有合适的功函数，与发光层匹配度高，提高了空穴的注入效率。以此透明导电薄膜为阳极制备的结构为阳极/NPB等空穴传输材料/AlQ₃等发光材料/LiF/Al的OLED器件最高亮度可以达到5500cd/m²以上，并保持高发光效率。因此以上述透明导电薄膜为阳极制备的OLED器件具备优良的性能，展现了所述透明导电薄膜在光电器件领域极大的应用潜力。所述透明导电薄膜还具备可弯曲特性，在柔性衬底上制备上述透明导电薄膜经过数次弯曲后，透过率与方块电阻均无明显变化，表现出其用于光电器件、尤其是应用于柔性光电器件的极大潜力。同时，上述透明导电薄膜亦可应用于铜铟镓硒、异质结太阳电池等光伏器件中。

实施例三

本发明还提供一种光电器件，所述光电器件包括如实施例一中所述的透明导电薄膜。所述光电器件包括但不仅限于OLED器件及非晶硅、铜铟镓硒、异质结(HIT)太阳电池等光伏器件。

综上所述，本发明提供一种透明导电薄膜、光电器件及其制作方法，所述透明导电薄膜包括：目标结构；银纳米线薄膜层，位于所述目标结构表面；透明导电聚合物填充层，填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。本发明的透明导电薄膜具有高导电性和高透过率的优点；通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层能够在其上均匀涂布；热压处理改变了银纳米线的堆叠状态，提高了导电性；并且通过透明导电聚合物填充层与石墨烯薄膜的覆盖，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度且可对功函数进行调控；同时所述透明导电薄膜还具备可弯曲特性，在柔性衬底上制备上述透明导电薄膜经过数次弯曲后，透过率与方块电阻均无明显变化，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。本发明的透明导电薄膜的制作方法制作工艺简单，通过对银纳米线薄膜层进行亲水处理使得透明导电聚合物填充层能够在其上均匀涂布；通过热压处理改变了银纳米线的堆叠状态，提高了导电性；通过在透明导电聚合物填充层表面形成石墨烯薄膜，在保证透明导电薄膜高透过率、高导电性的同时，有效地降低了其表面的粗糙度且可对功函数进行调控。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (26)

1.一种透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电薄膜包括：

目标结构；

银纳米线薄膜层，位于所述目标结构表面，所述银纳米线薄膜层为表面经过热处理及亲水处理的银纳米线薄膜层；

透明导电聚合物填充层，填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

2.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述目标结构为目标衬底或具有功能器件的半导体结构。

3.根据权利要求2所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述目标衬底为石英玻璃、玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

4.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述银纳米线薄膜层包括多个接触连接的银纳米线。

5.根据权利要求4所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述银纳米线薄膜层中的所述银纳米线的长度为10μm～200μm，所述银纳米线的直径为20nm～100nm。

6.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述透明导电聚合物填充层的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

7.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于：所述透明导电薄膜还包括石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜位于所述透明导电聚合物填充层表面。

8.一种透明导电薄膜的制作方法，其特征在于，所述透明导电薄膜的制作方法包括以下步骤：

1)提供一目标结构；

2)在所述目标结构上形成银纳米线薄膜层；

3)在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层，所述透明导电聚合物填充层填充于所述银纳米线薄膜层内部的空隙，且覆盖所述银纳米线薄膜层。

9.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤1)中，所述目标结构为目标衬底或具有功能器件的半导体结构。

10.根据权利要求9所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：所述目标衬底为石英玻璃、玻璃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

11.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤2)中，在所述目标结构上形成银纳米线薄膜层包括以下步骤：

2-1)提供银纳米线及溶剂，将所述银纳米线置于所述溶剂中得到银纳米线分散液；

2-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在所述目标结构上制备包括多个接触连接的银纳米线的所述银纳米线薄膜层。

12.根据权利要求11所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇、异丙醇或去离子水，所述银纳米线分散液的浓度为1mg/ml～20mg/ml。

13.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤2)中，还包括对所述银纳米线薄膜层进行热处理的步骤。

14.根据权利要求13所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：对所述银纳米线薄膜层进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述银纳米线薄膜层进行热处理的时间为5分钟～10分钟。

15.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤2)中，还包括对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理的步骤。

16.根据权利要求15所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：采用二氧化钛溶胶对所述银纳米线薄膜层的表面进行亲水处理。

17.根据权利要求16所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：所述二氧化钛溶胶的分散介质为乙醇、异丙醇或去离子水；所述二氧化钛溶胶的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

18.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤3)中，在步骤2)得到的结构表面形成透明导电聚合物填充层包括以下步骤：

3-1)提供透明导电聚合物溶液，将所述透明导电聚合物溶液与乙二醇或二甲基亚砜按照1:2～1:10的配比形成透明导电聚合物涂布浆料；

3-2)采用浸渍提拉工艺、旋涂工艺、刮涂工艺、喷涂工艺、湿涂工艺、丝网印刷工艺、滚轮涂布工艺或板式涂布工艺在步骤2)得到的结构表面形成所述透明导电聚合物填充层。

19.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：所述透明导电聚合物填充层的材料包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸或其衍生物中的一种。

20.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤3)之后，还包括对步骤3)得到的结构进行热处理的步骤。

21.根据权利要求20所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：对所述步骤3)得到的结构进行热处理的温度为100℃～200℃，对所述透明导电聚合物填充层进行热处理的时间为5分钟～20分钟。

22.根据权利要求20或21所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：对所述步骤3)得到的结构进行热处理之后，还包括对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的步骤。

23.根据权利要求22所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的压强为0.2MPa～1MPa，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的温度为150℃～300℃，对所述步骤3)得到的结构进行热压处理的时间为10分钟～30分钟。

24.根据权利要求8所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在步骤3)之后，还包括在所述透明导电聚合物填充层表面形成石墨烯薄膜的步骤。

25.根据权利要求24所述的透明导电薄膜的制作方法，其特征在于：在所述透明导电聚合物填充层表面形成所述石墨烯薄膜包括以下步骤：

提供生长基底；

在所述生长基底表面制备所述石墨烯薄膜；

将所述石墨烯薄膜转移至所述透明导电聚合物填充层表面。

26.一种光电器件，其特征在于，所述光电器件包括如权利要求1至7中任一项所述的透明导电薄膜。