CN114203339A - 一种三明治结构柔性透明电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三明治结构柔性透明电极及其制备方法，电极包括CPI衬底和WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜，AgNW均匀分布在薄膜中，WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜覆盖在CPI衬底表面。该柔性透明电极是先在CPI衬底表面旋涂钨酸铵溶液，加热后在衬底表面得到WOx薄膜，再在WOx薄膜表面旋涂银纳米线并烘干，得到银纳米线层，最后在银纳米线层表面再旋涂钨酸铵溶液，加热，最终得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极。本发明采用全液相非真空旋涂技术制备，所制备的透明电极具有较好的柔性、粘附性和稳定性，在可见光区具有高透过率的同时，具有较低的电阻，且不需要真空过程，成本低廉，操作简单，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及光学电极领域，具体是一种WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极及其制备方法。
背景技术
透明电极是一种同时具备高导电性和高可见光透过率的元件。它是构成太阳能电池、光电探测器、发光二极管、平板显示器、触摸屏和智能窗等光电子器件的重要元件之一。近些年，随着可穿戴设备和曲屏手机等柔性光电子器件的快速发展，人们对透明电极的机械柔韧性提出新的要求。当前，应用最广泛的透明电极材料是氧化铟锡(ITO)，但受限于ITO本身的性质和制备工艺，ITO的机械强度和柔韧性较差，不适用于柔性光电子器件。此外，ITO多采用真空技术制备，制备成本高昂。另外，由于铟资源有限，ITO的成本和可持续性都存在隐忧。
银纳米线AgNW网络透明电极展现出优异的导电性和透光性，克服了传统ITO透明电极的种种缺点，是面向各类柔性电子器件的理想透明电极方案。然而,在长期使用过程中银纳米线透明电极因劣化而导致其使用可靠性逐渐衰减，此外，银纳米线存在与衬底粘附性差、易氧化等缺陷，这成为其推广应用中亟待解决的问题。
钨酸铵在200℃以上时易分解成为钨氧化物(WOx，其中x的取值范围为1～5)，WOx薄膜具有高的透过率，与衬底之间具有较强的粘附性，且易形成致密的薄膜结构。因此，本发明综合利用WOx与AgNW的性能，独创出一种廉价的全液相非真空制备技术，制备出了具有优异性能的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉、性能优良的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极及其制备方法，该电极包括CPI衬底和WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜，WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜覆盖在CPI衬底表面。本发明采用全液相非真空旋涂技术制备出了WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，所制备的透明电极具有较好的柔性、粘附性和稳定性，在可见光区具有高透过率的同时，具有较低的电阻，且成本低廉，适合工业化生产。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种三明治结构柔性透明电极，包括CPI衬底和WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜，AgNW均匀分布在薄膜中，WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜覆盖在CPI衬底表面，最终形成WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5。
进一步地，所述WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极在波长为400-800nm之间，该三明治结构柔性透明电极的光学透过率大于80％，方块电阻低于15Ω/sq。
本发明同时提供一种WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的制备方法，采用全液相非真空旋涂技术，具体包括以下步骤：
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO清理CPI衬底2～20min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上加热后，在CPI衬底表面得到WOx薄膜，记为WOx/CPI材料，其中，x的取值范围为1～5；
(5)将银纳米线AgNW与无水乙醇混合均匀制成混合溶液；
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中烘干，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上加热，完成后取出样品，得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5。
进一步地，在上述制备方法中：
步骤(2)钨酸铵溶液中钨酸铵的质量分数为0.5～2％。
步骤(3)和步骤(8)中匀胶机参数设置为300～600rpm，时间为5～20s。
步骤(5)混合溶液中银纳米线的浓度为1～2mg/ml。
步骤(6)中匀胶机参数设置为500～2000rpm，时间为5～60s。
步骤(4)和步骤(9)中加热台温度为200～250℃，加热时间为2-10min。
步骤(7)中烘箱的温度为50～80℃。
按照上述方法制备所得WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极在波长为400-800nm之间，光学透过率大于80％，方块电阻低于15Ω/sq。
本发明的有益技术效果：
(1)银纳米线AgNW网络透明电极具有优异的导电性和透光性，克服了传统ITO透明电极的种种缺点。钨酸铵在200℃以上时易分解成为WOx(钨氧化物)，WOx薄膜具有高的透过率与衬底粘附性，且容易形成致密的薄膜结构。本发明将WOx与AgNW的优异特性相结合起来，独创出一种成本低廉的全液相非真空制备技术，制备出了具有优异性能的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极。不仅降低了透明导电薄膜的成本，而且提高了薄膜与衬底之间的粘附力，同时发挥了银纳米线优异的柔性和导电性能。
(2)所制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极具有超强的粘附性、稳定性和柔性，在3M胶带粘附100次后，电阻不变；在相对湿度85％和85℃下，保持120小时，电阻不变；在5mm的曲率半径弯曲1000次后，电阻不变；在波长为400-800nm之间，WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的光学透过率不小于80％，方块电阻低于15Ω/sq，因而具有较高的光学透过率和较低的方阻。本发明采用全液相非真空制备技术，成本低廉，适于工业化生产。
附图说明
图1为所制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的结构图。
图2为实施例1制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的光学透过性能图谱。
图3为实施例1制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的电阻率随3M胶带测试次数的变化情况。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内容，下面将结合具体实施例和附图来进一步阐述本发明。以下实施例以本发明的技术为基础实施，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO(紫外臭氧处理)清理CPI衬底5min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成质量分数为1％的钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为500rpm，时间为10s，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上在220℃下加热10min后，在CPI衬底表面得到钨氧化物(WOx)薄膜，记为WOx/CPI材料，其中，x的取值范围为1～5；
(5)制备银纳米线与无水乙醇的混合溶液：将购买的银纳米线(AgNW)与无水乙醇混合均匀制成混合溶液，混合溶液中银纳米线的浓度为1.5mg/ml。
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为800rpm，时间为20s，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中于60℃下烘烤5min，烘干后取出样品，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料吸附在匀胶机上；设置匀胶机参数为500rpm，时间为10s，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上在220℃下加热10min，完成后取出样品，最终得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5；该WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极中两层WOx薄膜的厚度均为50nm。
图1为所制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的结构图，从图中可知：WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极包括CPI衬底和WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜，银纳米线均匀分布在WOx/AgNW/WOx薄膜中，WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜覆盖在CPI衬底的一个表面。
图2为本实施例制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极样品的光学透过性能图谱，从图中可知：在波长为400-800nm之间，WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极具有较高的光学透过率和较低的方块电阻，光学透过率在83％左右，方块电阻为13.2Ω/sq。
图3为本实施例制备的WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极样品的电阻率随3M胶带测试次数的变化情况，从图中可知：在3M胶带粘附100次后，WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极的电阻基本没有变化。
实施例2
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO清理CPI衬底2min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成质量分数为0.5％的钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为600rpm，时间为5s，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上在200℃下加热20min后，在CPI衬底表面得到钨氧化物(WOx)薄膜，记为WOx/CPI材料，其中，x的取值范围为1～5；
(5)制备银纳米线与无水乙醇混合溶液：将购买的银纳米线(AgNW)与无水乙醇混合均匀制成混合溶液，混合溶液中银纳米线的浓度为1.0mg/ml。
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为500rpm，时间为60s，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中于50℃下烘烤10min，烘干后取出样品，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料固定到吸附在匀胶机上；设置匀胶机参数为600rpm，时间为5s，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上在200℃下加热20min，完成后取出样品，最终得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5；该WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极中两层WOx薄膜的厚度均为20nm。
所得WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极具有超强粘附性(在3M胶带粘附100次后，电阻不变)、稳定性(在相对湿度85％和85℃下，保持120小时，电阻不变)和柔性(在5mm的曲率半径弯曲1000次后，电阻不变)；在波长为400-800nm之间，平均光学透过率为85％，方块电阻为15Ω/sq。
实施例3
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO清理CPI衬底20min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成质量分数为2％的钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为300rpm，时间为20s，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上在250℃下加热2min后，在CPI衬底表面得到钨氧化物(WOx)薄膜，记为WOx/CPI材料，其中，x的取值范围为1～5；
(5)制备银纳米线与无水乙醇混合溶液：将购买的银纳米线(AgNW)与无水乙醇混合均匀制成混合溶液，混合溶液中银纳米线的浓度为2.0mg/ml。
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为2000rpm，时间为5s，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中于80℃下烘烤2min，烘干后取出样品，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料固定到吸附在匀胶机上；设置匀胶机参数为300rpm，时间为20s，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上在250℃下加热2min，完成后取出样品，最终得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5；该WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极中两层WOx薄膜的厚度均为100nm。
所得WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极具有超强粘附性(在3M胶带粘附100次后，电阻不变)、稳定性(在相对湿度85％和85℃下，保持120小时，电阻不变)和柔性(在5mm的曲率半径弯曲1000次后，电阻不变)；在波长为400-800nm之间，平均光学透过率为85％，方块电阻为8.9Ω/sq。
实施例4
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO清理CPI衬底8min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成质量分数为1％的钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为400rpm，时间为10s，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上在240℃下加热6min后，在CPI衬底表面得到钨氧化物(WOx)薄膜，记为WOx/CPI材料，其中，x的取值范围为1～5；
(5)制备银纳米线与无水乙醇混合溶液：将购买的银纳米线(AgNW)与无水乙醇混合均匀制成混合溶液，混合溶液中银纳米线的浓度为1.5mg/ml。
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数为1000rpm，时间为15s，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中于50℃下烘烤8min，烘干后取出样品，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料固定到吸附在匀胶机上；设置匀胶机参数为400rpm，时间为10s，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上在240℃下加热6min，完成后取出样品，最终得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5；该WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极中两层WOx薄膜的厚度均为80nm。
所得WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极具有超强粘附性(在3M胶带粘附100次后，电阻不变)、稳定性(在相对湿度85％和85℃下，保持120小时，电阻不变)和柔性(在5mm的曲率半径弯曲1000次后，电阻不变)；在波长为400-800nm之间，平均光学透过率为82％，方块电阻为12.1Ω/sq。
以上实施例中，AgNWs与无水乙醇的混合溶液和钨酸铵水溶液都需要均匀涂抹在相应的衬底表面。WOx、AgNW、WOx薄膜的厚度可以通过调节制备工艺参数或沉积时间进行控制。
以上所述仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种三明治结构柔性透明电极，其特征在于包括CPI衬底和WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜，AgNW均匀分布在薄膜中，WOx/AgNW/WOx三明治结构柔性透明薄膜覆盖在CPI衬底表面，形成WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5。
2.如权利要求1所述的三明治结构柔性透明电极，其特征在于在波长为400-800nm之间，该三明治结构柔性透明电极的光学透过率大于80％，方块电阻低于15Ω/sq。
3.一种三明治结构柔性透明电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)依次用无水乙醇和去离子水超声清洗CPI衬底，用高纯氮气吹干，并利用UVO清理CPI衬底2～20min后，备用；
(2)将钨酸铵溶解于去离子水中形成钨酸铵溶液；
(3)将步骤(1)处理好的CPI衬底吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在CPI衬底表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(4)将步骤(3)旋涂好钨酸铵溶液的CPI衬底放置在加热台上加热后，在CPI衬底表面得到WOx薄膜，记为WOx/CPI；
(5)将银纳米线AgNW与无水乙醇混合均匀制成混合溶液；
(6)将步骤(4)所得WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面均匀旋涂步骤(5)制备的银纳米线与无水乙醇的混合溶液；
(7)将步骤(6)旋涂好银纳米线的WOx/CPI材料放置在烘箱中烘干，在WOx/CPI材料的WOx薄膜表面得到AgNW层，记为AgNW/WOx/CPI；
(8)将步骤(7)所得AgNW/WOx/CPI材料吸附在匀胶机上，设置匀胶机参数，在AgNW/WOx/CPI材料的AgNW表面均匀旋涂步骤(2)制备的钨酸铵溶液；
(9)将步骤(8)旋涂好钨酸铵溶液的AgNW/WOx/CPI材料放置在加热台上加热，完成后取出样品，得到WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极，WOx中x的取值范围为1～5。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(2)钨酸铵溶液中钨酸铵的质量分数为0.5～2％。
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于步骤(3)和步骤(8)中匀胶机参数设置为300～600rpm，时间为5～20s。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(5)混合溶液中银纳米线的浓度为1～2mg/ml。
7.如权利要求3或6所述的制备方法，其特征在于步骤(6)中匀胶机参数设置为500～2000rpm，时间为5～60s。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(4)和步骤(9)中加热台温度为200～250℃，加热时间为2-10min。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(7)中烘箱的温度为50～80℃。
10.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所得WOx/AgNW/WOx/CPI三明治结构柔性透明电极在波长为400-800nm之间，光学透过率大于80％，方块电阻低于15Ω/sq。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030168637A1 (en) * | 2002-03-09 | 2003-09-11 | Mccord Stuart James | Tungsten-precursor composite |
| JP2006096656A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-04-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 透明導電膜およびその製造方法、透明導電物品、並びに赤外線遮蔽物品 |
| CN101023498A (zh) * | 2004-08-31 | 2007-08-22 | 住友金属矿山株式会社 | 导电性粒子、可见光透过型粒子分散导电体及其制造方法、透明导电薄膜及其制造方法、使用它的透明导电物品、红外线屏蔽物品 |
| CN103198884A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-07-10 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 全溶液加工多层结构透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN103348041A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-10-09 | 古河电气工业株式会社 | 电解铜合金箔、其制备方法、制备中所用的电解液、使用该电解铜合金箔的二次电池用负极集电体、二次电池及其电极 |
| CN103936075A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-23 | 中南大学 | 一种高光电性能三氧化钨薄膜的制备方法 |
| CN104246934A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-24 | 株式会社东芝 | 电池用电极材料、电池用电极材料糊料、用于制造电池用电极材料的方法、染料敏化太阳能电池和蓄电池 |
| KR20160150274A (ko) * | 2015-06-19 | 2016-12-29 | 포항공과대학교 산학협력단 | 금속 나노선 전극 어레이 제조방법 |
| US20190019953A1 (en) * | 2016-01-12 | 2019-01-17 | Centre National De La Recherche Scientifique | Tungstate ion solution and hybrid photovoltaic device |
| CN110600199A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 天津大学 | 一种AgNWs柔性透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN114231903A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 洛阳理工学院 | 一种氧化铌/银纳米线双层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-08 CN CN202111512412.XA patent/CN114203339B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030168637A1 (en) * | 2002-03-09 | 2003-09-11 | Mccord Stuart James | Tungsten-precursor composite |
| JP2006096656A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-04-13 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 透明導電膜およびその製造方法、透明導電物品、並びに赤外線遮蔽物品 |
| CN101023498A (zh) * | 2004-08-31 | 2007-08-22 | 住友金属矿山株式会社 | 导电性粒子、可见光透过型粒子分散导电体及其制造方法、透明导电薄膜及其制造方法、使用它的透明导电物品、红外线屏蔽物品 |
| CN103348041A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-10-09 | 古河电气工业株式会社 | 电解铜合金箔、其制备方法、制备中所用的电解液、使用该电解铜合金箔的二次电池用负极集电体、二次电池及其电极 |
| CN104246934A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-24 | 株式会社东芝 | 电池用电极材料、电池用电极材料糊料、用于制造电池用电极材料的方法、染料敏化太阳能电池和蓄电池 |
| CN103198884A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-07-10 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 全溶液加工多层结构透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN103936075A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-23 | 中南大学 | 一种高光电性能三氧化钨薄膜的制备方法 |
| KR20160150274A (ko) * | 2015-06-19 | 2016-12-29 | 포항공과대학교 산학협력단 | 금속 나노선 전극 어레이 제조방법 |
| US20190019953A1 (en) * | 2016-01-12 | 2019-01-17 | Centre National De La Recherche Scientifique | Tungstate ion solution and hybrid photovoltaic device |
| CN110600199A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 天津大学 | 一种AgNWs柔性透明导电薄膜及其制备方法 |
| CN114231903A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 洛阳理工学院 | 一种氧化铌/银纳米线双层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| LIJUN SONG ET AL.: "All solution prepared WOx/AgNW composite transparent conductive films with enhanced adhesion and stability", 《MATERIALS LETTERS》, vol. 336, pages 1 - 3 * |
| V.V. GANBAVLE ET AL.: "Effect of Substrate Temperature on the Properties of Sprayed WO3 Thin Films Using Peroxotungstic Acid and Ammonium Tungstate: A Comparative Study", 《JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS》, vol. 4, no. 3, pages 874 - 885, XP035441371, DOI: 10.1007/s11664-014-3618-z * |
| YOON-TAE PARK ET AL.: "Electrochromic properties of silver nanowire-embedded tungsten trioxide thin films fabricated by electrodeposition", 《CERAMICS INTERNATIONAL》, vol. 46, pages 29052, XP086322675, DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.08.076 * |
| 路万兵;蒋树刚;王佩;于威;刘啸宇;武利平;丁文革;傅广生;: "多层复合透明导电薄膜研究进展", 科学通报, no. 05 * |
| 郝金玲;姜春萍;张艳辉;杨鑫;康洪;陈金伟;练晓娟;刘尚军;王瑞林;: "电沉积WO_3薄膜及其光电性能的表征", 化学研究与应用, no. 05 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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