CN110739103A - 一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1.制备多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5；S2.制备ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液；S4.最后调节反应体系的温度和压力反应，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。本发明提供一种CuS/ZnS复合导电薄膜，具有低电阻率和高透光率，在太阳能电池和有机发光器件等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及导电材料领域，具体涉及一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法。
背景技术
随着微电子材料的飞速发展，以透明导电膜为基础的触摸显示技术得到了广泛应用。其中的透明导电膜大多以石英、玻璃等硬质材料为衬底，以氧化铟锡(ITO)为导电材料，尽管具有透光率高、导电性好等特点，但其衬底脆性大、不易弯曲，且采用储量稀少的铟为原料，大大限制了其应用的领域和范围。因此，研发柔性的、不含铟的透明导电膜，并将其用于柔性电子显示技术、薄膜太阳能电池以及可穿戴电子器件等领域，具有重要的现实意义。作为ITO的替代材料，CuS薄膜具有光电性能优良、价格低廉、储量丰富等显著优势，近年来引起了人们的极大关注；具有低电阻率及高透光率的ZnS基透明导电薄膜，在液晶显示器，太阳能电池和有机发光器件等领域具有广阔的应用前景。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种CuS/ZnS复合导电薄膜，具有低电阻率和高透光率，在太阳能电池和有机发光器件等领域具有广阔的应用前景。
技术方案：一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌20-40min后，将混合溶液在120-140℃，压力为2-3MPa下反应16-22h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.1-0.2mol/L 的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在120-200r/min下反应20-40min；
S4.最后调节反应体系的温度至120-160℃，压力为2-4Mpa下，反应2-8h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
进一步的，所述步骤S1中醋酸锌的浓度为0.1-0.2mol/L。
进一步的，所述步骤S1中醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为3:6-10。
进一步的，所述步骤S3中Zn2+和Cu2+的摩尔比为3-6:1。
进一步的，所述步骤S4中调节反应体系的温度至130-150℃，压力为2-4Mpa下，反应4-6h。有益效果：本发明在常规化学浴沉积方法基础上，薄膜由竖直生长于PI基材表面的纳米CuS 和ZnS构成，彼此呈紧密竖直堆积状态，其导电性和透光率可以调控。本发明提出的方法反应条件温和、时间短、工艺易于放大，能够制备出光电性能良好、耐弯曲性能较佳的CuS/ZnS 透明导电薄膜，对类似薄膜材料的研究有一定的参考价值。
附图说明
图1为表面沉积CuS和ZnS的PI薄膜。
具体实施方式
实施例1
一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌20min后，将混合溶液在140℃，压力为2MPa 下反应16h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在 60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5，其中，醋酸锌的浓度为0.1mol/L，醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为 3:6；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.1mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在120r/min下反应40min，其中，Zn2+和 Cu2+的摩尔比为3:1；
S4.最后调节反应体系的温度至120℃，压力为2Mpa下，反应2h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
实施例2
一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌40min后，将混合溶液在120℃，压力为3MPa 下反应22h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在 60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5，其中，醋酸锌的浓度为0.2mol/L，醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为 3:10；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.2mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在200r/min下反应20min，其中，Zn2+和 Cu2+的摩尔比为6:1；
S4.最后调节反应体系的温度至160℃，压力为4Mpa下，反应8h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
实施例3
一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌25min后，将混合溶液在135℃，压力为3MPa 下反应18h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在 60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5，其中，醋酸锌的浓度为0.1mol/L，醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为 3:7；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.1mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在150r/min下反应25min，其中，Zn2+和 Cu2+的摩尔比为4:1；
S4.最后调节反应体系的温度至130℃，压力为2Mpa下，反应4h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
实施例4
一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌35min后，将混合溶液在125℃，压力为2MPa 下反应20h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在 60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5，其中，醋酸锌的浓度为0.2mol/L，醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为 3:9；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.2mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在170r/min下反应35min，其中，Zn2+和 Cu2+的摩尔比为5:1；
S4.最后调节反应体系的温度至150℃，压力为4Mpa下，反应6h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
实施例5
一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌30min后，将混合溶液在130℃，压力为3MPa 下反应19h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在 60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5，其中，醋酸锌的浓度为0.15mol/L，醋酸锌和硫脲的摩尔比为1∶2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为 3∶8；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.1mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在160r/min下反应30min，其中，Zn2+和 Cu2+的摩尔比为5∶1；
S4.最后调节反应体系的温度至140℃，压力为3Mpa下，反应5h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
对比例1
对比例1为只沉积了CuS的PI导电薄膜。
使用RTS-9型测试仪测量膜层方块电阻，UV-2550型紫外-可见分光光度计表征膜层的 透光率；
透光率(％) 方块电阻(Ω/□)
实施例1 78 24
实施例2 75 21
实施例3 74 19
实施例4 70 18
实施例5 67 16
对比例1 79 45

Claims (5)

1.一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将醋酸锌和硫脲加入至混合溶剂中，搅拌20-40min后，将混合溶液在120-140℃，压力为2-3MPa下反应16-22h，得到沉淀物将所得到的的白色沉淀离心分离，分别水洗，醇洗各两次，然后在60℃下烘干，即得到了多层花状ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5；
S2.将步骤S1制备得到ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5加入去离子水中，得到浓度为0.1-0.2mol/L的ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液；
S3.把固定有PI基材的玻璃夹具垂直放入上述溶液中，将夹具上端与机械搅拌相连，在ZnS(H2NCH2CH2NH2)0.5溶液中滴加Cu(N03)2溶液，在120-200r/min下反应20-40min；
S4.最后调节反应体系的温度至120-160℃，压力为2-4Mpa下，反应2-8h，待反应结束后，取出清洗，烘干得到单面附着CuS和ZnS的透明导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中醋酸锌的浓度为0.1-0.2mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中醋酸锌和硫脲的摩尔比为1:2，所述混合溶液为乙二胺和去离子水的混合溶液，其体积比为3:6-10。
4.根据权利要求1所述的一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中Zn2+和Cu2+的摩尔比为3-6:1。
5.根据权利要求1所述的一种CuS/ZnS复合导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中调节反应体系的温度至130-150℃，压力为2-4Mpa下，反应4-6h。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040149962A1 (en) * 2002-08-22 2004-08-05 Agfa-Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
US20080274577A1 (en) * 2004-08-18 2008-11-06 Ahmed Ennaoui Method of the Application of a Zinc Sulfide Buffer Layer on a Semiconductor Substrate
CN104592990A (zh) * 2014-12-15 2015-05-06 中国科学院长春应用化学研究所 非镉基水溶性核壳结构量子点的制备方法及该量子点在银纳米线发光透明导电薄膜中的应用
CN107469834A (zh) * 2017-08-25 2017-12-15 内江师范学院 一种ZnS/CuS纳米片复合光催化剂制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040149962A1 (en) * 2002-08-22 2004-08-05 Agfa-Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
US20080274577A1 (en) * 2004-08-18 2008-11-06 Ahmed Ennaoui Method of the Application of a Zinc Sulfide Buffer Layer on a Semiconductor Substrate
CN104592990A (zh) * 2014-12-15 2015-05-06 中国科学院长春应用化学研究所 非镉基水溶性核壳结构量子点的制备方法及该量子点在银纳米线发光透明导电薄膜中的应用
CN107469834A (zh) * 2017-08-25 2017-12-15 内江师范学院 一种ZnS/CuS纳米片复合光催化剂制备方法

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