CN111112862A - 一种化学焊接银纳米线的方法 - Google Patents

一种化学焊接银纳米线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111112862A
CN111112862A CN201911293056.XA CN201911293056A CN111112862A CN 111112862 A CN111112862 A CN 111112862A CN 201911293056 A CN201911293056 A CN 201911293056A CN 111112862 A CN111112862 A CN 111112862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
solution
coating
silver nanowire
chemically
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911293056.XA
Other languages
English (en)
Inventor
黄江波
戚芬强
顾宏伟
冀月田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gu's Nano Technology Zhejiang Co ltd
Original Assignee
Gu's Nano Technology Zhejiang Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gu's Nano Technology Zhejiang Co ltd filed Critical Gu's Nano Technology Zhejiang Co ltd
Priority to CN201911293056.XA priority Critical patent/CN111112862A/zh
Publication of CN111112862A publication Critical patent/CN111112862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/006—Welding metals by means of an electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/32—Wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及纳米技术领域，具体涉及一种化学焊接银纳米线的方法，所述化学焊接银纳米线的方法包括如下步骤：(1)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW‑TCFs)表面滴加A溶液(AgNO3的乙醇溶液)，旋涂成膜后；(2)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1‑5min后，旋去混合液体。本发明通过以AgNO3为银源，无需弱还原剂(抗坏血酸、葡糖糖)，在碱性介质条件下即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，可以显著地降低AgNW‑TCFs的方阻，且透光性并未有明显改变。该焊接方法简单易行、省时高效，原料经济适用性高。

Description

一种化学焊接银纳米线的方法
技术领域
本发明涉及纳米技术领域，具体涉及一种化学焊接银纳米线的方法。
背景技术
透明导电电极(TCEs)是各种柔性光电器件的重要组成部分，如有机发光二极管(OLEDs)、有机太阳能电池(OSCs)和触摸屏。工业用氧化铟锡 (ITO)在柔性电子产品中的应用受到其高成本和脆性的限制；因此，金属纳米线的渗透网络可以作为一种机械稳定的TCE，其电阻和透光率可与ITO相媲美。通过简单的溶液沉积方法，如迈耶棒涂布、喷涂、旋涂、真空抽滤转印法，可以很容易地制备纳米线网络。然而，在使用纳米线网络之前，有几个关键问题需要解决，如表面氧化层自然形成，线-线(AgNW-AgNW)连接处由于较小的接触面积而具有高的接触电阻，因而对商业化生产仍具有较大距离。近年来，人们对各种焊后工艺进行了深入研究，使线-线之间实现原子间的接触，以降低纳米线网络的接触电阻。据报道，热退火过程可以降低银纳米线直接的接触电阻；然而，这种退火过程可能会对玻璃化转变温度较低的塑料基底造成严重损害(Nano Lett.2008,8,689-692.；ACS Appl.Mater.Interfaces.2013,5,12663-12671)。虽然有一些不损伤塑料基板的后处理方法，如等离子焊接和焦耳加热，然而，大规模生产的能力和高光功率密度需要的局限性将抑制大规模柔性TCE的商业应用(ACS Appl.Mater. Interfaces.2016,8,20483-20490.；Adv.Mater.2017,29,1603473.)。化学焊接因为简单高效，不需要特殊设备，成本低廉越来越受到研究者的广泛关注，如专利CN105568270B介绍了以银源和还原剂为溶质、以醇为溶剂的混合溶液；将银纳米线分散液涂覆在基底上，形成网络状银纳米线结构，使用焊接液浸泡或浸润基底，使构成网络状银纳米线结构的各银纳米线在相互叠加处发生反应，局部互溶，从而实现相互焊接，但较复杂的焊接液配制过程及需用到与环境非友好型的浓硝酸。专利CN105575477 B介绍了用新鲜配制的银源-弱还原剂处理液对银纳米线柔性透明导电膜进行润湿，从而焊接银纳米线，虽然方阻有明显的降低，但牺牲了一定的光学性能，其透过率T 降低了2-5％。专利CN 109735833 A介绍了一种金属纳米线自限制纳米钎焊方法及其应用，同样(和CN105568270 B、CN105575477 B相比较)也需要弱还原剂的参与，原料的经济适用性并不高。
因此急需一种不仅能降低银纳米线之间的接触电阻，且焊接液配制过程简单，原料经济适用性高，不牺牲光学性能为代价的新型焊接方法。
本专利介绍了一种可在较温和宽泛的条件下进行的简便、快速、焊接银纳米线的方法。与报道银纳米线焊接文献(CN 105702381 A；CN 109735833 A；CN 105575477 B；CN105568270 B)的不同之处是，原料的经济适用性高，只需要较少的焊接化学成分，不需要弱还原剂(抗坏血酸，葡萄糖)，在碱性介质下，即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，可以显著地提高AgNW-TCFs导电性，且透光性并未有明显改变。
发明内容
(一)要解决的技术问题
解决以AgNO3为银源，无需弱还原剂(抗坏血酸、葡糖糖)，在碱性介质条件下即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，纳米焊接过程简单易行、省时高效，在导电薄膜(特别是柔性导电薄膜)及光电功能器件领域具有潜在的实际应用价值的问题，提供了一种化学焊接银纳米线的方法。
(二)技术方案
一种化学焊接银纳米线的方法，包括如下步骤：
(1)将银纳米线涂布液涂在基底薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；
(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(银源的乙醇溶液)，旋涂成膜；
(3)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1-5min后，旋去混合液体；
银源在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
碱性介质在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
银源为硝酸银，的碱性介质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、乙醇钠(CH3CH2ONa)溶液中的一种。
作为优选的技术方案，银纳米线涂布液的溶剂为水，乙醇或异丙醇中的混合溶剂，银纳米线涂布液的浓度为5mg/mL。
作为优选的技术方案，基底薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种。
作为优选的技术方案，纳米线涂布液涂是将银纳米线分散到水中制成，银纳米线的直径为15-100nm。
作为优选的技术方案，银纳米线涂布液制备的银纳米线透明导电薄膜的涂覆方法为耶棒涂覆法、喷涂法、真空抽滤转印法、旋涂法中的一种。
(三)有益效果
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中与银镜反应的不同之处是不需要葡萄糖或抗坏血酸类弱还原剂，原料的经济适用性高，在碱性介质中即可实现Ag+→Ag0的转化，生成的银纳米微颗粒由于毛细力的作用将银纳米线焊接起来，降低银纳米线透明导电薄膜的方阻，且纳米焊接过程简单易行、省时高效。
(2)本发明中的银纳米线导电薄膜(AgNW-TCFs)是代替传统ITO导电薄膜的理想光电材料，可广泛应用于机发光二极管(OLEDs)、有机太阳能电池(OSCs)和触摸屏。
(3)本发明的银纳米线焊接方法与银镜反应机理的焊接方式的最大优势是降低薄膜的方阻的同时，不以牺牲光学性能为代价，焊接处理后，仍然能保持优异的光学性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和表，对本发明进行进一步详细说明。但这些实施例并不限制本发明，本领域技术人员根据上述发明的内容做出一些非本质的改进和调整，均属于本发明保护范围。
实施例1：
本实施例提供了一种化学焊接银纳米线的方法，所述方法的具体实施步骤如下：
(1)将直径30nm的银纳米线涂布液涂在基底PET薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；
(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(AgNO3/EtOH； 2×10-3mol/L)，旋涂成膜，旋涂转速为550rmp，时间7s；
(3)立即滴加B溶液(NaOH/EtOH；2×10-3mol/L)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应2min后，旋去混合液体；100oC干燥后，即得到导电性提高的银纳米线透明导电膜。对于实施例1中处理前后的银纳米线透明导电膜，分别取6点测试方块电阻和透过率，测试结果见表1
表1：实施例1中银纳米线透明导电膜处理前后的方块电阻R和透过率T 测试结果
编号 1 2 3 4 5 6
方块电阻R<sub>0</sub>(处理前)，Ω/sq 114 92 114 61 53 67
方块电阻R(处理后)，Ω/sq 88 85 90 47 47 56
处理后方块电阻的降低率，％ 22.8 7.6 21.0 22.9 11.3 16.4
透过率T<sub>0</sub>(处理前)，％ 88.6 88.9 88.9 88.7 88.9 88.7
透过率T(处理后)，％ 88.6 88.7 88.6 88.6 88.7 88.6
处理后透过率的降低率，％ 0 0.2 0.3 0.1 0.2 0.1
实施例2：
本实施例提供了一种化学焊接银纳米线的方法，所述方法的具体实施步骤如下：
(1)将直径30nm的银纳米线涂布液涂在基底PET薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；
(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(AgNO3/EtOH； 10×10-3mol/L)，旋涂成膜，旋涂转速为550rmp，时间7s；
(3)立即滴加B溶液(NaOH/EtOH；10×10-3mol/L)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1min后，旋去混合液体；100oC干燥后，即得到导电性提高的银纳米线透明导电膜。对于实施例2中处理前后的银纳米线透明导电薄膜，分别取6点测试方块电阻和透过率，测试结果见表2
表2：实施例2中银纳米线透明导电膜处理前后的方块电阻R和透过率T 测试结果
编号 1 2 3 4 5 6
方块电阻R<sub>0</sub>(处理前)，Ω/sq 49 51 43 53 44 45
方块电阻R(处理后)，Ω/sq 43 42 38 45 38 38
处理后方块电阻的降低率，％ 12.2 17.6 11.6 15.1 13.6 15.5
上面的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将银纳米线涂布液涂在基底薄膜上，干燥固化后得到银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)；
(2)在银纳米线透明导电薄膜(AgNW-TCFs)表面滴加A溶液(银源的乙醇溶液)，旋涂成膜；
(3)立即滴加B溶液(碱性介质的乙醇溶液)，待B溶液完全铺展整个银纳米线导电网络，反应1-5min后，旋去混合液体；
所述银源在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
所述碱性介质在乙醇中的浓度为1-10×10-3mol/L；
所述的银源为硝酸银，所述的碱性介质为氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2CO3)、乙醇钠(CH3CH2ONa)溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述的化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：所述银纳米线涂布液的溶剂为水，乙醇或异丙醇中的混合溶剂，所述银纳米线涂布液的浓度为5mg/mL。
3.根据权利要求1所述的化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：所述基底薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：所述纳米线涂布液涂是将银纳米线分散到水中制成，所述银纳米线的直径为15-100nm。
5.根据权利要求1所述的化学焊接银纳米线的方法，其特征在于：银纳米线涂布液制备的银纳米线透明导电薄膜的涂覆方法为耶棒涂覆法、喷涂法、真空抽滤转印法、旋涂法中的一种。
CN201911293056.XA 2019-12-16 2019-12-16 一种化学焊接银纳米线的方法 Pending CN111112862A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911293056.XA CN111112862A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种化学焊接银纳米线的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911293056.XA CN111112862A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种化学焊接银纳米线的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111112862A true CN111112862A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70499053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911293056.XA Pending CN111112862A (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种化学焊接银纳米线的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111112862A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114749587A (zh) * 2022-04-18 2022-07-15 安徽工业大学 一种银纳米线焊接互连方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018563B2 (en) * 2007-04-20 2011-09-13 Cambrios Technologies Corporation Composite transparent conductors and methods of forming the same
CN103215575A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 中国矿业大学(北京) 金属纳米线焊接新方法
CN105575477A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 深圳先进技术研究院 一种提高银纳米线柔性透明导电膜导电性的方法
CN109735833A (zh) * 2018-12-15 2019-05-10 哈尔滨工业大学 一种金属纳米线自限制纳米钎焊方法及其应用
CN110364616A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 中国科学院深圳先进技术研究院 一种室温下焊接的碲化银纳米线柔性热电薄膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018563B2 (en) * 2007-04-20 2011-09-13 Cambrios Technologies Corporation Composite transparent conductors and methods of forming the same
CN103215575A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 中国矿业大学(北京) 金属纳米线焊接新方法
CN105575477A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 深圳先进技术研究院 一种提高银纳米线柔性透明导电膜导电性的方法
CN109735833A (zh) * 2018-12-15 2019-05-10 哈尔滨工业大学 一种金属纳米线自限制纳米钎焊方法及其应用
CN110364616A (zh) * 2019-07-30 2019-10-22 中国科学院深圳先进技术研究院 一种室温下焊接的碲化银纳米线柔性热电薄膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王雷雷等: "乙醇溶剂中硝酸银与氢氧化钠的反应机理", 《应用化工》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114749587A (zh) * 2022-04-18 2022-07-15 安徽工业大学 一种银纳米线焊接互连方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Recent progress in silver nanowire networks for flexible organic electronics
CN104412335B (zh) 利用银纳米线及石墨烯的混合电极及其制备方法
Ahmadi et al. The role of physical techniques on the preparation of photoanodes for dye sensitized solar cells
WO2018036428A1 (zh) 一种金属纳米线-抗氧化材料复合的透明导电膜及其制备
CN104240798A (zh) 一种透明导电薄膜及其制备方法
CN104934108A (zh) 金属纳米线—石墨烯桥架结构复合材料及其制备方法
CN102938262A (zh) 一种透明导电薄膜及其制备方法
WO2013170755A1 (zh) 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
Deshmukh et al. Synthesis, spray deposition, and hot-press transfer of copper nanowires for flexible transparent electrodes
CN105761774A (zh) 一种可用于智能液晶调光膜的新型电极材料及其制备方法
US9694422B2 (en) Deposition and post-processing techniques for transparent conductive films
Singh et al. Silver and copper nanowire films as cost-effective and robust transparent electrode in energy harvesting through photovoltaic: A review
Saw et al. High aspect ratio and post-processing free silver nanowires as top electrodes for inverted-structured photodiodes
CN112562888B (zh) 一种银纳米线溶液的制备方法与透明导电膜的制备方法
CN103996457A (zh) 银纳米线薄膜及其制备方法、阵列基板、显示装置
Yang et al. Synthesis and application of silver and copper nanowires in high transparent solar cells
CN111112862A (zh) 一种化学焊接银纳米线的方法
Rased et al. Introduction to solar energy and its conversion into electrical energy by using dye-sensitized solar cells
CN109560148A (zh) 一种基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机及制备方法
KR20160117905A (ko) 광소결에 의한 구리 나노와이어 네트워크 형성용 조성물, 구리 나노와이어 네트워크의 제조방법 및 이를 포함하는 투명전극
JP4026501B2 (ja) 光電変換素子の製造方法、光電変換素子および電子機器
Fan et al. Low temperature (< 40° C) atmospheric-pressure dielectric-barrier-discharge-jet (DBDjet) plasma treatment on jet-sprayed silver nanowires (AgNWs) electrodes for fully solution-processed nip structure perovskite solar cells
KR102243003B1 (ko) 정공수송층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 반투명 유기 태양전지
CN110634593B (zh) 一种具有低方阻及优异耐弯折性能的纳米银线柔性透明导电膜及其制备方法
Wang et al. Review of Wet Chemical Syntheses of Copper Nanowires and Their Recent Applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 313001 1217-7, building 3, 1366 Hongfeng Road, Huzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: GU'S NANO TECHNOLOGY (ZHEJIANG) Co.,Ltd.

Address before: 313001 Three 1217-7 Blocks 1366 Hongfeng Road, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: GU'S NANO TECHNOLOGY (ZHEJIANG) Co.,Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200508