刮涂法制备AgNW透明导电薄膜及刮涂工艺参数对其光电性能的影响

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银纳米线材料由于同时具有金属材料与纳米线材料的独特性能,是用来制备柔性透明电极的最具潜力的材料,近些年来备受瞩目。相比较传统的氧化铟锡薄膜材料,银纳米线材料具备了多种优势:工艺成本低,优异的柔韧性以及银纳米线原料的大规模合成工艺已相当成熟。在银纳米线薄膜材料向产业化的发展过程中,考虑到制备工艺成本的缘故,使用刮涂法制备是较为优选之一,尤其是刮涂法还能与卷对卷技术相结合,这可以使其实现大面积制备。在刮涂法制备工艺中,溶液浓度、溶液的表面张力、基底的表面能、基底温度、刀口与基底间狭缝宽度以及刮涂速度等都会对薄膜的形貌、厚度、性能有较大的影响。因此,研究其工艺参数对薄膜的影响是十分有必要的。本文使用3 mg/ml、5 mg/ml、7.5 mg/ml、10 mg/ml浓度的银纳米线分散液使用刮涂法制备薄膜。经测试发现,当分散液浓度过低时,并不能制备出导电薄膜。而当分散液浓度过高时,薄膜的透光率会很低。使用浓度为5 mg/ml的分散液时,得到的薄膜透光率可达90%以上,与此同时其方块电阻低至22Ω/sq。同时研究了刮涂速度及刮刀与基底间的狭缝宽度对薄膜的影响。实验结果表明,使用刮涂法制备的银纳米线透明导电薄膜的透光率及导电性均较良好,通过改变狭缝宽度及刮涂速度,可以得到11Ω/sq的薄膜。而光学与电学综合性能最良好的薄膜的狭缝宽度为40μm,刮涂速度为30mm/s。
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