CN109979642B - 导电薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

导电薄膜及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及导电薄膜材料技术领域，具体提供一种导电薄膜及其制备方法和应用。所述导电薄膜，包括银纳米线层、以及自所述银纳米线层一表面向外层叠的聚乙烯亚胺层、石墨烯层。本发明导电薄膜表面的粗糙度小于或等于23nm，可见光透过率超过85％，表面光滑，而且化学稳定性好，表现出良好的光电性能。

Description

导电薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于导电薄膜材料技术领域，尤其涉及一种导电薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜，作为透明电极可以用于液晶显示器、触摸屏、电致发光器件、薄膜太阳能电池等领域。当前市场中的透明导电材料主要为氧化铟锡(ITO)。但由于金属铟的可开采量有限，而且是重要的战略资源，同时ITO的延展性不足，无法满足柔性器件的要求。因此，开发替代ITO的无铟透明导电薄膜已成为光电器件领域所亟需解决的瓶颈问题。
目前，国际上大量的科研工作组正在寻求ITO的替代物，石墨烯和银纳米线(AgNWs)都是非常有潜力替代ITO的透明导电材料，石墨烯具有载流子迁移率高、机械柔韧性好以及透过率高等特性，但是，石墨烯的高电阻率和低功函数限制了它的应用，银纳米线的直径只有几十纳米，长度可达几十微米，成膜后以无规律网状结构分布。银纳米线在高透过率的情况下，具有较低的方块电阻，并且机械柔韧性也非常好，但是银纳米线薄膜的表面粗糙度一般较大。为了弥补各自在应用中的局限性，考虑将石墨烯和银纳米线进行复合，并且由此获得了新型的复合透明导电薄膜材料，这种新型的复合透明导电薄膜材料也因为兼具石墨烯和银纳米线两方面的优越性能得到了研究机构和工业界的广泛关注。然而，石墨烯-银纳米线复合结构同样存在各种问题，如粘附性较差、表面粗糙度较高，以及可见光透过率有待提高，方块电阻有待进一步降低等。
因此，如何提高石墨烯-银纳米线复合透明导电薄膜的光电性能，有待进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导电薄膜及其制备方法，旨在解决现有透明导电薄膜存在的粘附性差、表面粗糙、光电性能不佳等问题。
进一步地，本发明还提供该导电薄膜的应用。
本发明是这样实现的，一种导电薄膜，所述导电薄膜，包括银纳米线层、以及自所述银纳米线层一表面向外层叠的聚乙烯亚胺层、石墨烯层。
以及，一种导电薄膜的制备方法，至少包括以下步骤：
在银纳米线层的表面上形成聚乙烯亚胺层，得到聚乙烯亚胺层/银纳米线层；
将石墨烯薄膜叠设于所述聚乙烯亚胺层表面，得到石墨烯层/聚乙烯亚胺层/银纳米线层。
相应地，一种液晶显示器，所述液晶显示器包括电极，所述电极为如上述导电薄膜或如上所述制备方法制备的导电薄膜。
一种触摸屏，所述触摸屏包括电极，所述电极为如上述导电薄膜或如上所述制备方法制备的导电薄膜。
一种薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池包括电极，所述电极为如上述导电薄膜或如上所述制备方法制备的导电薄膜。
本发明的有益效果如下：本发明提供的导电薄膜，由于在石墨烯和银纳米线层之间增加了聚乙烯亚胺膜层，而聚乙烯亚胺在银纳米线表面具有良好的吸附性，稳定性能高，使得银纳米线可以牢牢的被固，同时聚乙烯亚胺层起到平坦银纳米线表面的作用，使得银纳米线表面粗糙度降低，从而使得石墨烯不易因为凹凸不平的银纳米线表面而被挤破，有效的保持了石墨烯结构的完整性；此外，由于聚乙烯亚胺具有高密度的胺基官能团，在石墨烯表面和银纳米线层表面提供大量的孤对电子，使得电子可以快速地在石墨烯和银纳米线层之间转移，最终获得的导电薄膜表面的粗糙度小于或等于23nm，并且可见光透过率超过85％。
本发明提供的导电薄膜的制备方法，直接在具有银纳米线层的表面上形成聚乙烯亚胺层，通过聚乙烯亚胺牢牢固定住银纳米线，避免银纳米线层的结构发生变形，同时聚乙烯亚胺层起到平坦银纳米线表面的作用，使得银纳米线表面粗糙度降低，从而使得叠设在聚乙烯亚胺层表面的石墨烯不易因为凹凸不平的银纳米线表面而被挤破，有效的保持了石墨烯结构的完整性，从而提高导电薄膜的光电性能。此外，本发明提供的导电薄膜的制备方法，方法简单易控，成本低，容易实现产业化生产。
本发明提供的导电薄膜，由于具有良好的粘附力、低的方块电阻、光滑的表面以及高的可见光透过率等特点，非常适合用做液晶显示器、触摸屏、薄膜太阳能电池等的电极。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中涉及的名词解释：
银纳米线层由是若干银纳米线相互交叉或者平行放置后形成，由于银纳米线尺寸小，因此可以称作银纳米线层。
石墨烯与石墨烯层，都是石墨烯的不同表述，其中石墨烯层就是石墨烯，表述为石墨烯层是为了方便体现本发明导电薄膜的膜层关系。
聚乙烯亚胺层/银纳米线层指的是在银纳米线层表面叠设一层聚乙烯亚胺层形成的双层结构体。
石墨烯层/聚乙烯亚胺层/银纳米线层指的是在银纳米线层一表面向外层叠聚乙烯亚胺层、石墨烯层形成的三层结构体，聚乙烯亚胺层可以填充至银纳米线相互交叉形成的空隙里。
本发明实施例提供一种导电薄膜。所述导电薄膜，包括银纳米线层、以及自所述银纳米线层一表面向外层叠的聚乙烯亚胺层、石墨烯层。
本发明的导电薄膜通过在石墨烯层和银纳米线层之间增加一层聚乙烯亚胺(PEI)层，一方面，聚乙烯亚胺在金属、玻璃、单晶硅等固体表面具有良好的吸附性，而且稳定性高，直接覆盖了银纳米线层，同时还延伸至具有银纳米线之间相互交叉形成的空隙里，3M600#胶带测试的附着力达到5B级，有效防止银纳米线层和聚乙烯亚胺层因不牢固而剥离的发生；另一方面，由于在银纳米线层表面形成聚乙烯亚胺层，可以将银纳米线表面缺陷和银纳米线之间形成的凹凸不平的微观结构进行平坦化，降低了银纳米线表面的粗糙度，而且极大的减少石墨烯因为外力作用而被凹凸不平的银纳米线挤破，有效地保持了石墨烯结构的完整性；第三方面，由于聚乙烯亚胺具有高密度的胺基官能团，在石墨烯表面和银纳米线层表面提供大量的孤对电子，使得电子可以快速地在石墨烯和银纳米线层之间转移，使得最终获得的导电薄膜的表面粗糙度小于或等于23nm，并且可见光透过率超过85％；第四方面，由于银纳米线层完全被聚乙烯亚胺所包裹，使得银纳米线层完全隔绝空气，避免空气中的氧气或者水分接触银纳米线层，延缓了银纳米线的氧化速率，因此，本发明获得的导电薄膜比常规以银纳米线为材料的导电薄膜具有很好的化学稳定性。
作为本发明的一种优选方案，还可以包括基底，即本发明的导电薄膜可以是在基底表面形层叠有银纳米线层，再自银纳米线层外露的表面依次层叠有聚乙烯亚胺层、石墨烯层。这里涉及的基底应当是透明基底。
优选地，所述透明基底的材料为柔性材料。采用柔性材料作为基底可以使得银纳米线层被聚乙烯亚胺更好的固定在基底表面，也使得本发明的导电薄膜具有更好的柔性，便于对导电薄膜进行柔性加工与安装。
而进一步优选地，所述柔性材料为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚苯胺(PAN)、聚乙烯醇(PVA)中的任一种。所选用的这几类柔性材料作为基底，具有良好的强度、热阻性能，同时还具有良好的气体阻隔性、耐化学性、耐水性和耐放射性等特点。当然，本发明的基底并不仅限于这几类，也可以采用其他具有良好耐化学性、耐水性及耐放射性等的材料。
优选地，所述银纳米线层的厚度为1-100nm。厚度过大，不利于使用聚乙烯亚胺弥补银纳米线存在的缺陷，需要涂覆多次聚乙烯亚胺，会降低导电薄膜的加工效率。当然，本发明银纳米线层的优选厚度并不意味着本发明的银纳米线层厚度仅能是如此，在银纳米线层的表面缺陷小甚至不存在的情况下，也可以选用其他厚度。
优选地，聚乙烯亚胺层的厚度为1-20nm。由于聚乙烯亚胺具有极高的透明特性，将其加在石墨烯层和银纳米线层之间，不会引起可见光透过率的降低，不过如果厚度太厚，会导致导电薄膜的导电性降低，因此，本发明选择在1-20nm之间。
优选地，所述石墨烯层的厚度为1-150nm。
在上述优选条件下，获得的导电薄膜的可见光透过率为85-92％。
相应地，本发明在提供上述导电薄膜的基础上，进一步提供了该导电薄膜的制备方法。也就是说本发明上述的导电薄膜可以采用如下的方法制备。
在一实施例中，所述导电薄膜的制备方法，至少包括以下步骤：
S01.在银纳米线层的表面上形成聚乙烯亚胺层，得到聚乙烯亚胺层/银纳米线层；
S02.将石墨烯薄膜叠设于所述聚乙烯亚胺层表面，得到石墨烯层/聚乙烯亚胺层/银纳米线层。
下面对本发明的技术方案做详细的解释说明。
在任何实施例中，直接在银纳米线形成的银纳米线层表面进行聚乙烯亚胺层的加工处理。
步骤S01中，可以采用溶液加工法在银纳米线层表面形成聚乙烯亚胺层，也可以通过其他形式形成。
作为优选地，形成聚乙烯亚胺层的过程为在银纳米线层表面加工沉积一层聚乙烯亚胺溶液，经过干燥挥发溶剂或者冲洗的方式去除溶剂即可。此时，可以使用的聚乙烯亚胺溶液的浓度为0.1-0.5wt％。该浓度的聚乙烯亚胺可以保证形成的聚乙烯亚胺层的厚度，避免聚乙烯亚胺层过厚而影响导电薄膜的导电性能。
优选地，上述聚乙烯亚胺溶液的溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚等。
通过上述方式，将聚乙烯亚胺附着在银纳米线层表面，同时聚乙烯亚胺还填充在银纳米线相互交叉而形成的空隙中。
上述步骤S02中，石墨烯叠设在聚乙烯亚胺层表面时，由于石墨烯具有高的表面能，石墨烯可以很好的附着在聚乙烯亚胺层表面。而为了更好的固定石墨烯，在将石墨烯叠设在所述聚乙烯亚胺层表面后，还包括对石墨烯进行加压处理，使得石墨烯与聚乙烯亚胺层之间结合得更加牢固。
具体的加压处理可以是在石墨烯表面铺上一层洁净平滑的平板，然后在平板上均匀施加一定的压力，使得石墨烯均匀受力。
优选地，所述压力为10-1000N。该压力下，石墨烯即可牢固贴附于聚乙烯亚胺层表面。
作为优选地，为了保证石墨烯结构的完整性以及叠设在聚乙烯亚胺层表面上后仍具有完整的结构，可以采用气相沉积的方式，在金属箔片上沉积一层石墨烯，在石墨烯表面涂覆一层抗蚀剂，并将涂覆了抗蚀剂的石墨烯置于刻蚀液中进行刻蚀，去除金属箔片。这里优选的金属箔片为铜箔。
该抗蚀剂一方面用于承载石墨烯，保证石墨烯的结构完整性，另一方面用于转移石墨烯，保证转移过程中石墨结构的完整性。但是最后应当予以去除，因此，选用的抗蚀剂应当具有抗腐蚀但是可以溶解或者加热可以挥发的特性。
优选地，抗蚀剂为聚甲基苯烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、樟脑等。采用聚甲基苯烯酸酯和聚二甲基硅氧烷在丙酮的作用下，均可以洗掉，而樟脑在常温或者较高温度下即可发生挥发。
上述采用气相沉积的方式获得的石墨烯，具有完好的结构，而且尺寸大，面积大，采用气相沉积获得的石墨烯叠设在聚乙烯亚胺层表面，保证了良好的石墨烯结构，为导电薄膜性能的发挥提供良好的石墨烯膜层结构。
当然，本发明的石墨烯膜层，并非仅局限于气相沉积法获得。
本发明实施例提供的导电薄膜的制备方法，直接在具有银纳米线层的柔性基底表面上形成聚乙烯亚胺层，聚乙烯亚胺牢牢固定住银纳米线，避免银纳米线层的结构发生变形，同时聚乙烯亚胺层起到平坦银纳米线表面的作用，使得银纳米线表面粗糙度降低，从而使得叠设在聚乙烯亚胺层表面的石墨烯不易因为凹凸不平的银纳米线表面而被挤破，有效的保持了石墨烯结构的完整性，从而提高导电薄膜的光电性能。此外，本发明提供的导电薄膜的制备方法，方法简单易控，成本低，容易实现产业化生产。
当然，作为本发明的另一种实施例也可以是先将银纳米线层形成在基底表面，再在银纳米线层表面叠设一层聚乙烯亚胺层。通过平整的基底，可以提高聚乙烯亚胺在填充至银纳米线交叉形成的空隙时，有较好的平整度。
此时使用的基底可以是具有银纳米线层的柔性基底，可以是来自现成的已经附着有银纳米线层的柔性基底，也可以经由制备而成。接着再在聚乙烯亚胺层表面叠设石墨烯层。此时获得的导电薄膜，聚乙烯亚胺除了叠设在银纳米线表面，还填充在在银纳米线之间相互交叉和柔性基底围成的空隙里。使得聚乙烯亚胺既附着在银纳米线层上，又附着在柔性基底表面，使得聚乙烯亚胺牢牢附着于柔性基底，进一步提高银纳米线层与柔性基底的牢固度，方便需要与柔性基底同时使用。并且，柔性基底可以去除也可以保留，而至于是保留还是去除，可以根据其所使用的领域的需求。
这里所涉及的柔性基底的柔性材料可以是聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚苯胺(PAN)、聚乙烯醇(PVA)中的任一种。
上述自行制备的包含银纳米线层的柔性基底，可以通过如下的方式进行：
在柔性基底表面通过溶液加工法沉积一层或多层银纳米线的溶液，经过干燥处理得到一层银纳米线层。
具体地，溶液工业加工法可以是涂覆加工。而涂覆可以是旋涂、滴涂、喷涂或者刮刀涂等。银纳米线的溶液为银纳米线水溶液或者醇溶液或者醇醚溶液。而具体的醇溶液中醇溶剂可以是乙醇、丙醇、异丙醇或乙二醇等；醇醚溶液的醇醚溶剂是乙二醇单甲醚等。银纳米线溶液的优选浓度可以是0.1-10mg/mL。在该浓度下，经过2-3次涂覆，不至于形成过厚的银纳米线层，不会引起银纳米线层表面缺陷增多。
总的来说，本发明实施例制备得到的导电薄膜，由于具有良好的粘附力、低的方块电阻、光滑的表面以及高的可见光透过率等特点，因此，非常适合用做液晶显示器、触摸屏、薄膜太阳能电池等的电极。
为了更好的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种导电薄膜，包括PET基底、以及自所述PET基底一表面向外依次层叠的银纳米线层、聚乙烯亚胺层、石墨烯层；其中，银纳米线层厚度为50nm，聚乙烯亚胺层厚度为8nm，石墨烯层的厚度为20nm。
所述导电薄膜的制备过程包括以下步骤：
S11.将3mg/mL的银纳米线乙醇溶液喷涂于PET基底表面；
S12.将步骤S11喷涂后的PET基底置于100℃环境中热处理20min，去除乙醇溶剂；
S13.向步骤S12得到的银纳米线层/PET基底上旋涂浓度为0.3wt％的聚乙烯亚胺乙二醇单甲醚溶液，旋涂的位置为喷涂了银纳米线所在的PET基底表面，确保聚乙烯亚胺附着在银纳米线层上，同时附着在银纳米线相互交错而露出的PET基底表面上。旋涂速度为5000rpm，旋涂结束，将得到的含聚乙烯亚胺涂层的PET基底置于100℃的环境中，加热20min，去除乙二醇单甲醚溶剂，得到PEI/银纳米线层/PET；
S14.对化学气相沉积获得的石墨烯表面旋涂一层PMMA，然后于室温中固化1h，将固化后的石墨烯置于20wt％的三氯化铁的盐酸溶液中对铜箔进行刻蚀处理；刻蚀结束，采用去离子水对得到的PMMA/石墨烯进行反复洗涤；
S15.将步骤S14得到的洁净的PMMA/石墨烯转移至步骤S13得到的PEI/银纳米线层/PET表面，所述石墨烯应当与PEI膜层正相对贴紧放置，得到PMMA/石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构；
S16.将步骤S15得到的PMMA/石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构置于真空中干燥20min，保持干燥温度为80℃；随后采用丙酮将PMMA洗除，并再次采用去离子水对石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构进行反复清洗；
S17.将步骤S16得到的石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构铺平，并在石墨烯层表面铺上洁净平整且光滑的PET板，在PET板上均匀施加800N的压力，然后转移至120℃环境中加热1h，得到石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构，也就是实施例1的导电薄膜。在具体使用过程中，可以保留PET基底，也可以去除。
实施例2
一种导电薄膜，包括PEN基底、以及自所述PEN基底一表面向外依次层叠的银纳米线层、聚乙烯亚胺层、石墨烯层；其中，银纳米线层厚度为100nm，聚乙烯亚胺层厚度为10nm，石墨烯层的厚度为25nm。
所述导电薄膜的制备过程包括以下步骤：
S21.将6mg/mL的银纳米线水溶液喷涂于PEN基底表面；
S22.将步骤S21喷涂后的PEN基底置于100℃环境中热处理20min，去除去离子水；
S23.向步骤S22得到的银纳米线层/PEN基底上旋涂浓度为0.5wt％的聚乙烯亚胺乙醇溶液，旋涂的位置为喷涂了银纳米线所在的PET基底表面，确保聚乙烯亚胺附着在银纳米线层上，同时附着在银纳米线相互交错而露出的PEN基底表面上。旋涂速度为6000rpm，旋涂结束，将得到的含聚乙烯亚胺涂层的PET基底置于90℃的环境中，加热20min，去除乙醇溶剂，得到PEI/银纳米线层/PEN；
S24.对化学气相沉积获得的石墨烯表面旋涂一层PMMA，然后于室温中固化1h，将固化后的石墨烯置于20wt％的三氯化铁的盐酸溶液中对铜箔进行刻蚀处理；刻蚀结束，采用去离子水对得到的PMMA/石墨烯进行反复洗涤；
S25.将步骤S24得到的洁净的PMMA/石墨烯转移至步骤S23得到的PEI/银纳米线层/PEN表面，所述石墨烯应当与PEI膜层正相对贴紧放置，得到PMMA/石墨烯/PEI//银纳米线层/PEN膜层结构；
S26.将步骤S25得到的PMMA/石墨烯/PEI//银纳米线层/PEN膜层结构置于真空中干燥20min，保持干燥温度为80℃；随后采用丙酮将PMMA洗除，并再次采用去离子水对石墨烯/PEI//银纳米线层/PEN膜层结构进行反复清洗；
S27.将步骤S26得到的石墨烯/PEI//银纳米线层/PEN膜层结构铺平，并在石墨烯层表面铺上洁净平整且光滑的PET板，在PET板上均匀施加1000N的压力，然后转移至100℃环境中加热1.5h，得到石墨烯/PEI//银纳米线层/PEN膜层结构，也就是实施例2的导电薄膜。在具体使用过程中，可以保留PET基底，也可以去除。
实施例3
一种导电薄膜，包括PET基底、以及自所述PET基底一表面向外依次层叠的银纳米线层、聚乙烯亚胺层、石墨烯层；其中，银纳米线层厚度为20nm，聚乙烯亚胺层厚度为6nm，石墨烯层的厚度为10nm。
所述导电薄膜的制备过程包括以下步骤：
S31.将2mg/mL的银纳米线乙醇溶液喷涂于PET基底表面；
S32.将步骤S31喷涂后的PET基底置于100℃环境中热处理20min，去除乙醇溶剂；
S33.向步骤S32得到的银纳米线层/PET基底上旋涂浓度为0.2wt％的聚乙烯亚胺乙醇溶液，旋涂的位置为喷涂了银纳米线所在的PET基底表面，确保聚乙烯亚胺附着在银纳米线层上，同时附着在银纳米线相互交错而露出的PET基底表面上。旋涂速度为500rpm，旋涂结束，将得到的含聚乙烯亚胺涂层的PET基底置于90℃的环境中，加热20min，去除乙二醇溶剂，得到PEI/银纳米线层/PET；
S34.对化学气相沉积获得的石墨烯表面旋涂一层PDMS，然后于室温中固化1h，将固化后的石墨烯置于25wt％的三氯化铁的盐酸溶液中对铜箔进行刻蚀处理；刻蚀结束，采用去离子水对得到的PDMS/石墨烯进行反复洗涤；
S35.将步骤S34得到的洁净的PDMS/石墨烯转移至步骤S33得到的PEI/银纳米线层/PET表面，所述石墨烯应当与PEI膜层正相对贴紧放置，得到PDMS/石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构；
S36.将步骤S35得到的PDMS/石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构置于真空中干燥20min，保持干燥温度为80℃；随后采用丙酮将PDMS洗除，并再次采用去离子水对石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构进行反复清洗；
S37.将步骤S36得到的石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构铺平，并在石墨烯层表面铺上洁净平整且光滑的PET板，在PET板上均匀施加800N的压力，然后转移至120℃环境中加热1h，得到石墨烯/PEI//银纳米线层/PET膜层结构，也就是实施例3的导电薄膜。在具体使用过程中，可以保留PET基底，也可以去除。
为了说明本发明的导电薄膜的技术效果，将实施例1-3获得的导电薄膜进行附着力测试、方块电阻、粗糙度和可见光透过率测试。
一、附着力测试的具体实施方法如下：
采用锋利的刀片对步骤S13、S23、S33得到的膜层表面分别进行网格划分，确保每个网格的尺寸为1mm×1mm，每个膜层表面划10×10个网格，划网格的面为PEI面；
分别采用3M600号胶带(粘附力为350-400g/cm2)平整的粘住各个膜层的网格，并且采用橡皮擦擦拭或者玻璃棒辊压胶带；
1min后，用手抓住胶带一端，垂直于膜层方向向外，迅速扯下胶带，同一位置进行3次相同测试，将第三次测试的结果记录于表1中，测试结果分为六个等级：
5B-划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无物质脱落；
4B-在划线的交叉点处有小片的物质脱落，且脱落总面积小于5％；
3B-在划线的边缘及交叉点处有小片的物质脱落，且脱落总面积在5～15％之间；
2B-在划线的边缘及交叉点处有成片的物质脱落，且脱落总面积在15～35％之间；
1B-在划线的边缘及交叉点处有成片的物质脱落，且脱落总面积在35～65％之间；
0B-在划线的边缘及交叉点处有成片的物质脱落，且脱落总面积大于65％。
二、方块电阻测试
采用ST-21方块电阻测试仪按照常规方块电阻测试方法对步骤S17、S27、S37得到的导电薄膜进行测试，将测试结果记录在表1中。
三、粗糙度测试
采用CSPM-300s型原子力显微镜按照常规方法测试粗糙度，每张导电薄膜测试5个不同的位置，并计算平均值，将计算结果记录在表1中。
四、可见光透过率
采用LS183光学透过率测量仪按照常规方法测试可见光透过率，将测试结果记录在表1中。
表1实施例1-3的导电薄膜性能测试结果
Figure BDA0001527795190000121
Figure BDA0001527795190000131
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种导电薄膜，其特征在于，所述导电薄膜，包括银纳米线层、以及自所述银纳米线层一表面向外层叠的聚乙烯亚胺层、石墨烯层；
其中，所述聚乙烯亚胺层覆盖所述银纳米层，且所述聚乙烯亚胺层还延伸至所述银纳米线层的银纳米线之间相互交叉形成的空隙里。
2.如权利要求1所述的导电薄膜，其特征在于，所述导电薄膜表面粗糙度≤23nm。
3.如权利要求1-2任一项所述的导电薄膜，其特征在于，所述聚乙烯亚胺层的厚度为1-20nm。
4.如权利要求1-2任一项所述的导电薄膜，其特征在于，所述导电薄膜的可见光透过率为85-92％。
5.如权利要求1或2所述的导电薄膜，其特征在于，所述银纳米线层的厚度为1-100nm。
6.如权利要求1所述的导电薄膜，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为1-150nm。
7.一种导电薄膜的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
在银纳米线层的表面上形成聚乙烯亚胺层，得到聚乙烯亚胺层/银纳米线层；
将石墨烯薄膜叠设于所述聚乙烯亚胺层表面，得到石墨烯层/聚乙烯亚胺层/银纳米线层；
其中，形成所述聚乙烯亚胺层的方法为将聚乙烯亚胺溶液通过溶液加工法沉积于所述银纳米线层表面，并经过加热去除溶剂得到。
8.如权利要求7所述的导电薄膜的制备方法，其特征在于，还包括对获得的所述石墨烯层/聚乙烯亚胺层/银纳米线层进行加压处理。
9.如权利要求8所述的导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述加压处理的压力值为10-1000N。
10.如权利要求7所述的导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯亚胺溶液的浓度为0.1-0.5wt％；和/或所述聚乙烯亚胺溶液的溶剂为去离子水、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚中的至少一种。
11.一种液晶显示器，所述液晶显示器包括电极，其特征在于，所述电极为如权利要求1-6任一项所述的导电薄膜或者如权利要求7-10任一项所述的导电薄膜的制备方法制备的导电薄膜。
12.一种触摸屏，所述触摸屏包括电极，其特征在于，所述电极为如权利要求1-6任一项所述的导电薄膜或者如权利要求7-10任一项所述的导电薄膜的制备方法制备的导电薄膜。
13.一种薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池包括电极，其特征在于，所述电极为如权利要求1-6任一项所述的导电薄膜或者如权利要求7-10任一项所述的导电薄膜的制备方法制备的导电薄膜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021176518A1 (ja) * 2020-03-02 2021-09-10 株式会社 東芝 透明電極および透明電極の製造方法、ならびに透明電極を具備した光電変換素子
CN112108346A (zh) * 2020-09-24 2020-12-22 西安工程大学 一种用于纳米金属的防腐涂层及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791808A (zh) * 2010-03-04 2012-11-21 格尔德殿工业公司 包括掺杂的cnt和纳米线复合材料的大面积透明导电涂层及其制备方法
CN103426494A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 中国科学院上海有机化学研究所 石墨烯和金属纳米线复合的导电膜、制备方法及其用于制备透明导电膜的用途
CN104927073A (zh) * 2015-06-03 2015-09-23 林州市清华·红旗渠新材料产业化发展中心 银纳米线/石墨烯聚合物复合薄膜的气液界面自组装制备方法
CN110268538A (zh) * 2016-12-27 2019-09-20 埃尼股份公司 空穴传输材料和使用该空穴传输材料的光伏装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101474897A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 南开大学 石墨烯-有机材料层状组装膜及其制备方法
KR20130118582A (ko) * 2012-04-20 2013-10-30 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 전극, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이를 포함하는 연료 전지 시스템
CN102938262A (zh) * 2012-11-20 2013-02-20 上海交通大学 一种透明导电薄膜及其制备方法
WO2015089290A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Oregon State University Microscale-based device for purifying fluid and method of use
CN103794265A (zh) * 2014-02-26 2014-05-14 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 一种石墨烯和纳米线的复合材料及其制备方法
CN105185432B (zh) * 2015-10-09 2017-10-27 重庆文理学院 一种多重保护的银纳米线透明导电薄膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791808A (zh) * 2010-03-04 2012-11-21 格尔德殿工业公司 包括掺杂的cnt和纳米线复合材料的大面积透明导电涂层及其制备方法
CN103426494A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 中国科学院上海有机化学研究所 石墨烯和金属纳米线复合的导电膜、制备方法及其用于制备透明导电膜的用途
CN104927073A (zh) * 2015-06-03 2015-09-23 林州市清华·红旗渠新材料产业化发展中心 银纳米线/石墨烯聚合物复合薄膜的气液界面自组装制备方法
CN110268538A (zh) * 2016-12-27 2019-09-20 埃尼股份公司 空穴传输材料和使用该空穴传输材料的光伏装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"银纳米结构/氧化石墨烯复合材料的制备及其电催化性能的研究";孙晚霞;《万方学位论文》;20131231;正文第17-29页 *

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