阅读说明：本技术 基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法 (Manufacturing method of self-assembled silver nanowire flexible transparent electrode based on gold nanoparticles ) 是由 邹强 李诗豪 于 2019-04-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法,包括：分别从银纳米线乙醇溶液和金纳米颗粒水溶液中按预定比例取出一定量的溶液放入容器中均匀融合形成混合溶液；将混合溶液放置在离心机上进行调整离心分层处理,剔除上层的金纳米颗粒,取下层的混合溶液并加入乙醇形成乙醇混合溶液；取乙醇混合溶液到玻璃基片上,在玻璃基片上刮涂乙醇混合溶液,使乙醇混合溶液在玻璃基片上形成液态薄膜并反复刮涂形成导电薄膜；将导电薄膜转移到柔性透明基底上形成柔性透明电极。本发明首次提出利用金纳米颗粒修饰银纳米线搭连节点的方法来制作透明电极,降低柔性透明电极的电阻。(The invention discloses a method for manufacturing a flexible transparent electrode based on gold nanoparticle self-assembled silver nanowires, which comprises the following steps: respectively taking out a certain amount of solution from the silver nanowire ethanol solution and the gold nanoparticle aqueous solution according to a preset proportion, putting the solution into a container, and uniformly fusing to form a mixed solution; placing the mixed solution on a centrifuge for adjusting, centrifuging and layering, removing the gold nanoparticles on the upper layer, taking the mixed solution on the lower layer, and adding ethanol to form an ethanol mixed solution; taking an ethanol mixed solution to a glass substrate, blade-coating the ethanol mixed solution on the glass substrate to form a liquid film on the glass substrate by the ethanol mixed solution, and repeatedly blade-coating to form a conductive film; and transferring the conductive film to a flexible transparent substrate to form a flexible transparent electrode. The invention firstly provides a method for manufacturing the transparent electrode by using gold nanoparticles to modify the silver nanowire lap joint nodes, so that the resistance of the flexible transparent electrode is reduced.)

基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法

技术领域

本发明涉及透明电极的制造工艺技术领域，特别是涉及一种基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法。

背景技术

电极是电路结构不可缺少的一部分，透明电极更是在电子领域有诸多应用，由于其具有高超的透光能力可以用在太阳能电池上，这样太阳光可以透过电极给电池充电，增大太阳能电池的感光面积。手机等设备的触控屏也是由透明电极来制作的，由于触控屏需要与人交互显示，一定要有很高的透明度。再者，一些发光二级管也有用到透明电极。

现在透明电极的应有主要有氧化铟锡(ITO)等材料制成，但这种透明电极是脆性的电极不能弯折，在可穿戴设备和柔性电子技术的浪潮下，这种材料做出的透明电极不能再满足需要了，在此基础下柔性透明电极技术蓬勃发展。

现在主流的柔性透明电极有基于银纳米线和石墨烯两种，石墨烯造价高昂，基于银纳米线透明电极逐渐占领市场。基于银纳米线的柔性电极就是将银纳米线涂敷在透明基底上，纳米银线相互搭连在基片上形成通路。这便形成了柔性透明电极。考量柔性透明电极的性能参数有两个方面，其一是透光率，还有就是电阻率。透光效果越好，电阻率越低的柔性透明电极的性能越好。但是银纳米线相互搭连的结点会产生结点电阻。如果在基底多次涂敷很多银纳米线又会降低其透光率。因此如何有效降低银纳米间的结点成为了柔性透明电极的技术关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法，包括以下步骤：

分别从银纳米线乙醇溶液和金纳米颗粒水溶液中按预定比例取出一定量的溶液放入容器中，放置使充分均匀融合形成混合溶液；

将混合溶液放置在离心机上进行调整离心分层处理，剔除上层的金纳米颗粒，取下层的混合溶液，再向下层的混合溶液中不断加入乙醇形成一定浓度的乙醇混合溶液；

取配置好的一定量的乙醇混合溶液到玻璃基片上，在玻璃基片上刮涂乙醇混合溶液，使乙醇混合溶液在玻璃基片上形成液态薄膜并反复刮涂，使液态薄膜破裂形成的乙醇溶液碎块通过毛细力的作用自发将溶液中的金纳米颗粒输运到银纳米线搭连的结点上，形成导电薄膜；

将形成的导电薄膜转移到柔性透明基底上形成柔性透明电极。

所述液态薄膜的厚度为20微米厚。

所述离心机上以6000转/每秒的速度旋转。所述的银纳米线乙醇溶液的浓度为20克/毫升，金纳米颗粒水溶液的浓度为0.2克/毫升，所述乙醇混合溶液的浓度达到13.3毫克/毫升。

所述的银纳米线乙醇溶液与纳米颗粒水溶液的取出比例为按质量比1：50。

所述金纳颗粒的直径小于10纳米,其中银纳米线的直径为90纳米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明首次提出利用金纳米颗粒修饰银纳米线搭连节点的方法来制作透明电极，降低柔性透明电极的电阻；制作出的柔性透明电极电阻率低至每平方毫米13.2欧姆，远远低于目前制作的在同等透光率的条件下高达每平方毫米39.4欧姆的电极电阻率；利用自组装的工艺方式，工艺流程十分简单，省去传统工艺的后处理过程。

附图说明

图1所示为基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法的流程图；

图2是放大后的金纳米颗粒自组装到银纳米线结点的示意图。

图中：1是20克每毫升的银纳米线乙醇溶液，2是直径为90纳米的银纳米线，3是乙醇，4是金纳米颗粒的水溶液，5是平均直径小于10纳米的金纳米颗粒，6是离心机，7是玻璃基片，8是刮涂棒，9是柔性透明电极，12是银纳米线搭连的结点,13为容器，14为滴管。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。

如图1所示，本发明基于金纳米颗粒自组装银纳米线柔性透明电极制作方法，包括以下步骤：

第一步,原料配置，需要浓度为0.2克/毫升金纳米颗粒水溶液4和20克/毫升的银纳米线乙醇溶液1，其中,金纳颗粒5的直径小于10纳米,其中银纳米线2的直径为90纳米。

将金纳米颗粒溶液和银纳米线溶液按照50：1的比例取出放在容器13中，使其混合30分钟左右，混合均匀，之后将混合好的溶液放到离心机6上以6000转/每分钟的速率进行10秒离心处理。

将离心处理后的溶液上层金纳米颗粒去除后，向混合后的溶液不断的加入乙醇至混合溶液浓度为13.3毫克/毫升。

第二步,形成导电薄膜，取出上述配好的溶液10微升，用滴管14转移到玻璃基片7上，利用刮棒涂8刮涂，将溶液涂敷在玻璃基片7上，使溶液在玻璃基片上形成约为20微米厚的液态薄膜，反复棒涂刮涂多次后，由于张力作用这层薄膜会很快破裂成多个小块，反复刮涂几次。破裂形成的乙醇溶液碎块相当于毛细管，可通过毛细力的作用自发将溶液中的金纳米颗粒11输运到银纳米线搭连的结点12上，如图2所示，形成导电薄膜；

最后，将形成的导电薄膜转移到柔性透明材料上，如PVA，做成柔性透明电极9。

本发明的工艺技术可以让金纳米颗粒修饰在银纳米线搭连的节点上，减低它的结点电阻。

金纳米颗粒之所以会自组装在纳米银线搭连的结点上是因为毛细力的作用。在每一次的棒涂后会在玻璃基底上形成一个约为20微米厚的乙醇溶液薄膜，瞬间乙醇薄膜会破碎成很多小块的乙醇溶液，由于表面张力的影响这些小块的乙醇溶液会聚集在纳米线银线搭连的结点周围。这些碎块的乙醇溶液就像是毛细管一样可以通过毛细力将溶液中的金纳米颗11粒输运到银纳米线10搭连的结点12周围，构成自组装修饰。

需要说明的是，本发明方法中所采用的原料包括浓度为0.2克每毫升金纳米颗粒水溶液4，其中金纳颗粒5的直径小于10纳米和20克每毫升的银纳米线乙醇溶液1，其中银纳米线2的直径为90纳米都可以直接购买，来自南京先锋纳米公司。

需要说明的是，本发明方法有金纳米颗粒自组装是一种自发的行为不需要人为的控制和操作，同时组装的情况也是一种概率行为。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。