水基银纳米线导电墨水和大尺寸柔性透明导电薄膜的制备

发布时间：2024-05-10 21:35

　　以银纳米线(AgNW)为导电材料,添加羟丙基甲基纤维素(HPMC)和氟碳表面活性剂FSO-100制备了水基导电墨水,使用迈耶棒在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜表面刮涂制备了柔性透明导电薄膜,研究了AgNW、HPMC和FSO-100等组分的添加量对透明导电薄膜光电性能的影响。结果表明,表面活性剂FSO-100可以明显提高导电墨水对PET衬底的润湿性,但过量后会使方块电阻上升;HPMC的加入可以消除AgNW的团聚,但过多的HPMC会提高薄膜的方块电阻;AgNW含量增加后,薄膜的方块电阻和透过率均随之下降,在AgNW浓度2.6 mg/mL时,透明导电薄膜的方块电阻为12Ω/sq和550 nm的透明导电薄膜透过率为94.02%,品质因子可达448.63,薄膜的粗糙度均方根为7.28 nm,并可在1000次弯折后保持光电性能不变,在可穿戴器件、柔性有机发光二极管等领域有很大的应用前景。

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【部分图文】：

图1自制银纳米线的SEM像

由于水的表面张力（72mN/m）过高，依据杨氏方程，在表面能较低的PET衬底上会形成球状水珠，润湿性较差[20,25]。水基银纳米线分散液在PET上无法均匀分散成膜，会发生明显的团聚现象，添加少量表面活性剂FSO-100后，银纳米线导电墨水的表面张力明显降低，如图2所示。纯水与....

图2PET表面添加FSO-100前后的接触角

图1自制银纳米线的SEM像随着溶剂挥发，由于在毛细管力的作用下，银纳米线会发生明显的团聚，无法形成均匀的导电网络，最终整个薄膜基本不导电，同时银纳米线和PET衬底之间只依靠重力连接，相互作用力弱，导致银纳米线非常容易被从衬底上抹去，不适于应用。为提高银纳米线与衬底间的附着力，在....

图3不同浓度HPMC制备的透明导电薄膜SEM像

随后，我们制备了不同AgNW含量的透明导电墨水并制备了相应的透明导电薄膜，其微观形貌如图5所示。对于AgNW透明导电薄膜，影响其光电性能的最重要因素就是AgNW的含量。在透明导电薄膜中，电子在银纳米线相互搭接形成的导电网络中传输，可见光通过银纳米线间形成的空隙透过。当AgNW的含....

图4透明导电薄膜实物照片

图3不同浓度HPMC制备的透明导电薄膜SEM像为进一步评估制备的银纳米线透明导电薄膜的光电性能，我们采用了基于透过率和方块电阻的品质因子（FOM），其计算公式为[3,27]:

本文编号：3969050