柔性纳米银线导电薄膜的制备及其性能研究

通过2步加入多元醇热还原法制备出了高长径比的纳米银线,并在柔性基材上制备兼具透光性和导电性的薄膜;对薄膜与基材的粘接性能进行了改善。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(FETEM)对纳米银线的相结构及形貌进行了分析及表征。薄膜的透光率和导电性分别通过紫外-可见分光光度计和四探针进行了研究。制备的纳米银线的直径约为50 nm,长径比为200~300。研究了银线浓度以及用量对真空抽滤转移法制备薄膜的透光率及导电性的影响,发现当银纳米线的浓度为0.025mg/mL,薄膜的透光率为71.0%时,方块电阻为65.5Ω/sq。所制备的薄膜在基材上的粘接性通过旋涂一层聚偏氟乙烯(PVDF),并经热处理后,粘接性和导电性(方阻为18.0Ω/sq)都有所提高。     

激光辐照对Ag/AZO双层复合透明导电薄膜性能的影响

通过磁控溅射在掺铝氧化锌(AZO)透明导电玻璃表面沉积了10 nm厚的Ag层,得到Ag/AZO双层复合透明导电薄膜,然后利用532纳秒脉冲激光器对其进行辐照处理。考察了激光能量密度对薄膜形貌、结构及综合光电性能的影响。考察了激光辐照处理后Ag/AZO双层复合透明导电薄膜的方块电阻、透光率、反射率及品质因子,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析了它们的表面形貌和晶体结构。结果表明,当激光能量密度为0.6 J/cm~2时,薄膜的方块电阻为9.26Ω,在400～800 nm波段的平均透光率为88.38%,平均反射率为11.69%,品质因子为3.14×10~(-2) Ω~(-1),表现出最优的综合光电性能。     

多巴胺/银/聚氨酯导电复合薄膜的制备

采用多巴胺(DA)对聚氨酯(PU)薄膜表面进行预处理改性后,在其上喷涂银纳米线的方法成功制备了DA/Ag/PU导电复合薄膜。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对DA/Ag/PU导电复合薄膜的微观结构进行了表征,同时还对其在拉伸、弯曲形变条件下的电学性能进行了研究。结果表明:所制DA/Ag/PU导电复合薄膜,经1 000次往复拉伸后(拉伸形变20%)电阻仅提高5%,经1 000次往复弯曲后(弯曲形变30%~130%)电阻值未明显提高。显然,经DA预处理后,PU基体对银纳米粒子的吸附能力提高,改善了导电复合薄膜的导电通路,使其导电性能显著提高。     

转印法制备薄膜太阳能电池用银纳米线–聚合物复合透明导电薄膜

以自制银纳米线分散液为原料,聚氨酯(PU)为可剥落树脂,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上,利用转印法制备了可用于薄膜太阳能电池的银纳米线–可剥离树脂复合透明导电薄膜,并采用四探针测试仪、紫外–可见光光度计等技术测试了其方块电阻、可见光波段透过率和雾度,分析了分散液浓度、热处理温度与时间对银纳米线透明导电薄膜光电性能的影响。结果表明:随着分散液浓度的降低,银纳米线透明导电薄膜的透过率提高,但同时方块电阻增大;热处理可显著改善透明导电薄膜的导电性,透明导电薄膜的方块电阻随着热处理温度增加、时间延长均呈现出先降低后升高的现象,透过率则随热处理温度增加而提高;在150℃热处理5 min后,银纳米线透明导电薄膜的方块电阻为42?/sq,透过率为85.7%,雾度13.52%。     

溶液组成对喷雾热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜性能的影响

以四氯化锡和氟化铵为原料,异丙醇和水为溶剂,采用喷雾热解法,在载玻片上制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜(fluorine-doped tin oxide,FTO)。研究了四氯化锡浓度、氟化铵浓度、双氧水浓度、异丙醇与水的体积比对FTO薄膜的透光率和方块电阻的影响。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪分别对FTO薄膜进行了表征。结果表明:在喷雾热解液中加入少量的H2O2(0.05mol/L)可明显提高FTO薄膜在可见光区的透光率,而不影响其方块电阻;当喷雾热解液组成为0.8mol/LSnCl4,0.1mol/LNH4F,0.05mol/LH2O2,异丙醇与水的体积比为8:2,衬底温度为500℃,喷涂100次时,所得FTO薄膜在可见光区的平均透光率为84%,方块电阻为15Ω/□,且FTO薄膜平整致密、二氧化锡晶粒均匀。     

热处理对Sb∶SnO_2透明导电薄膜光电性能的影响

由烧结法制备了5Sb_2O_5·95SnO_2(mol%)陶瓷靶材,以所制靶材利用射频磁控溅射法在石英玻璃基片上制备得到高质量的Sb∶Sn O2(ATO)透明导电薄膜,研究了热处理温度对ATO薄膜的结构和光学与电学性能的影响。结果表明:热处理对ATO薄膜的相结构,结晶质量及性能均有一定的影响。随着温度升高,所制薄膜的晶粒尺寸逐渐长大,方块电阻逐步减小,最小值为9.3Ω/;红外反射率先增大后减小,并在热处理温度为600℃时达到极大值,为89%。薄膜可见光透过率均在80%以上,温度为600℃时最高达到91.3%。     

利用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜的研究

用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜;探讨P掺杂量、热处理温度、镀膜次数等的对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明:SnO_2:P薄膜保持四方金红石结构,随着P掺杂量、热处理温度和镀膜次数的增加,方块电阻先下降后上升;提高热处理温度,可以提高薄膜平整度和致密度;采用提拉法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为14次时,SnO_2:P薄膜性能最佳,方块电阻为8.9 KΩ/□,可见光平均透过率约为95%;采用旋涂法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为6次时,方块电阻为4.3 KΩ/□;在相同条件下,采用提拉法制备薄膜光透过率明显高于旋涂法。     

锑掺杂量对ATO薄膜结构及光、电性能的影响

以四氯化锡和三氯化锑为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同锑掺杂量的纳米锑掺杂二氧化锡（ATO）薄膜。分别利用XRD、FESEM、紫外可见分光光度计和四探针电阻仪对晶体结构、薄膜形貌、光透过率和薄膜方块电阻进行表征,考察锑掺杂量对ATO薄膜晶体结构、晶粒尺寸、光透过率和导电性能的影响。结果表明：所制备的ATO薄膜为（110）面择优取向的四方相锡石结构,晶粒尺寸小于26 nm,当锑掺杂量为10%（物质的量分数）时,ATO薄膜具有最小的方块电阻（60.1 Ω/□）,可见光透过率大于85%。     

掺锡量对溶胶-凝胶法制备ITO薄膜性能的影响

本文以InCl3.4H2O和SnCl4.5H2O为前驱物,利用溶胶-凝胶法在玻璃载片上旋转涂膜制备掺锡氧化铟透明导电薄膜(ITO薄膜)。采用了紫外-可见光分光光度计、四探针测试仪、X-射线衍射仪和扫描电镜等对ITO薄膜的透射率、方块电阻、物相组分和结构形貌进行测量与表征。研究了掺锡浓度对ITO薄膜的光电特性的影响。实验结果显示:ITO薄膜的光电特性与掺锡浓度有关,在掺杂溶度为12wt%时,制备出的ITO薄膜最低方块电阻为124Ω/□,最高透射率为92.85%。     

喷涂距离对APCVD制备的TiN薄膜性能的影响

以TiCl4和NH3为原料,用常压化学气相沉积法在玻璃基板表面沉积得到了TiN薄膜.采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、电阻仪、紫外-可见光谱仪等研究了喷涂距离(输入TiCl4管道末端到基板之间的距离)对沉积的TiN薄膜的结晶性能和表面形貌,以及薄膜的电学性能和光学性能的影响.结果表明:当喷涂距离为5cm和10cm时,玻璃基板表面形成电阻较高、反射率较低的较疏松薄膜.当喷涂距离增加到13cm和15cm时,可以得到结晶良好、低电阻、高反射、致密的TiN薄膜.当喷涂距离进一步增加到20cm以上,得到的薄膜的电阻率随之升高而反射率下降.对喷涂距离对薄膜性能的影响机理进行了分析,认为喷涂距离的变化会影响扩散到达并吸附在基板表面的反应物分子数量比例,进而影响沉积薄膜的性能.     

银纳米线/聚乙烯醇复合纳米薄膜的制备与性能研究

本文采用旋涂法一步制备了银纳米线/聚乙烯醇(PVA)导电复合纳米薄膜,并通过控制液滴在基底表面的静置时间来控制银纳米线在薄膜中的含量,发现不同浓度分散液制备的纳米薄膜的层电阻和透过率会随着静置时间的增加而下降,且主要依赖于银纳米线的密度。本研究说明,通过控制合理的静置时间可以一步制得具有较高导电和透过性能的纳米薄膜。     

导电纳米颗粒对Sb:SnO2薄膜性能影响研究

采用水热晶化法,通过控制水热反应条件、溶液的浓度以及矿化剂的种类等因素,制备出分散性及导电性良好的SnO2纳米颗粒.采用溶胶-凝胶浸渍镀膜的方法制备Sb掺杂SnO2薄膜,在镀膜溶液的配制过程中引入SnO2纳米颗粒悬浮液,经陈化后最终得到镀膜溶液.采用van der Pauw法、UV/VIS分光光度计以及Fourier变换红外光谱仪研究和分析了添加纳米颗粒对膜层导电性能、光学性能以及膜层结构的影响;采用场发射扫描电镜研究了膜层的表面形貌.结果表明导电纳米颗粒的加入可有效提高膜层的导电性能,当SnO2纳米颗粒添加质量分数为10%时,膜层的电阻率为6.5×10…3Ω·cm;添加和未添加纳米颗粒的膜层的可见光透过率均为85%.纳米颗粒参与了溶胶-凝胶制备薄膜网络的形成,提高了膜层结构的连续性,从而使膜层具有较好的导电性能和光学性能.     

GZO薄膜溅射工艺对性能的影响研究

透明导电氧化物(TCOs)薄膜近来发展迅速,旨在研究GZO薄膜溅射功率变化对其结晶性能、表面形貌、电学性能以及光学性能的影响。研究结果表明,在采用直流磁控溅射制备GZO薄膜时,存在一个较佳溅射功率范围,有利于促进GZO薄膜粒子扩散迁移,生长及结晶性能的提升,薄膜内载流子浓度和霍尔迁移率的增加,优化薄膜电学性能。同时GZO薄膜表面由蜂窝状形貌转变为颗粒状形貌,薄膜透光性能相对较好。     

种子层及掺杂浓度对溶胶-凝胶法制备ZnO∶Al薄膜光电性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出n型掺杂具有优良光电性能的氧化锌掺铝(AZO)薄膜,并以磁控溅射AZO薄膜为种子层引导液相法所制备AZO薄膜生长.Al掺杂浓度区间为0.25at％～5.00at％.通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、轮廓仪、方块电阻测试仪、霍尔效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计分别研究了薄膜物相、微观结构、膜厚及光电性能,进一步分析了Al掺杂浓度、种子层对薄膜光电性能的影响.结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85％以上.Al掺杂浓度、种子层的引入对AZO薄膜的光电性能有重要影响.无种子层时,掺杂浓度为0.50at％的AZO薄膜在5％ H2、95％N2还原气氛下于550℃保温60 min得到最优电学性能,方块电阻约为166 Ω/□,电阻率约为1.99×10-3 Ω·cm;预镀AZO种子层所制备薄膜方块电阻下降到约42Ω/□,电阻率下降到约7.56×10-4Ω·cm.     

二氧化锡-石墨烯复合薄膜的制备及结构和性能

通过酸化和表面活性剂处理改善了石墨烯的分散稳定性,采用喷雾热解法在玻璃基底上制备了掺杂氟的二氧化锡(FTO)薄膜及其与石墨烯的复合(FTO-G)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了薄膜的结构和微观形貌;采用紫外分光光度计、高精度雾度仪和四点探针方阻仪分析了薄膜的光学和电学性能。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)具有较好的分散稳定效果,石墨烯的加入对FTO的结构和性能产生了显著的影响,并出现花椰菜特征的表面形貌;当酸化石墨烯浓度为0.3 mg/m L时,FTO-G复合薄膜具有最大的择优取向度、最小的方块电阻为5.0?/sq和最大的雾度值为10.53%,品质因数最高为15.51×10-3?-1,综合性能最好。     

FTO薄膜表面激光诱导制备ZnO纳米结构

采用磁控溅射法在FTO(掺氟二氧化锡)玻璃基底表面沉积金属Zn层,再将其置于双氧水溶液中,通过纳秒脉冲激光对其表面进行辐照处理来实现ZnO纳米结构的制备。研究了激光能量密度和扫描速率对ZnO纳米结构的形成和得到的ZnO纳米结构复合FTO(Zn O/FTO)薄膜表面形貌和光电性能的影响。结果表明,当Zn层厚度为200 nm时,可保证FTO薄膜表面既出现完整的Zn O纳米结构,又仅有少量Zn剩余。当激光能量密度为0.80 J/cm2,扫描速率为15 mm/s时,FTO薄膜表面制备出了均匀一致性最好的ZnO纳米结构,此时ZnO/FTO薄膜有最佳的光电性能,其在400～800 nm波段的平均透光率为70.18%,平均反射率为7.10%,方块电阻为9.23Ω。     

热处理工艺对溶胶-凝胶法制备ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出ZnO:Al(AZO)薄膜。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、方块电阻测试仪、Hall效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、微观结构、光电性能;分析了不同热处理方式对于薄膜光电性能的影响。结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85%左右。热处理工艺的选择对于提升AZO薄膜的电学性能至关重要,相比于空气气氛和真空下的热处理,采用具有还原性的5%H_2和95%N_2的混合气氛热处理得到了具有最好电学性能的AZO薄膜。在550℃还原气氛下保温60 min得到薄膜方块电阻约为300Ω/□,电阻率约为3.3×10~(-3)Ω·cm。     

自修复纳米复合导电薄膜的快速印刷制备及性能

以可溶解性聚合物为前驱体,实现一种快速印刷制膜工艺的设计。利用含有甲巯基的引发剂在紫外光下引发反应单体原位自由基聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。将聚合物PMMA置于含有银纳米线的导电墨水中进行可控印刷,可快速批量制备出导电型聚合物纳米复合薄膜。探讨了薄膜内银纳米线对薄膜导电性能、机械性能及光学性能的影响。结果表明,基于一维导电银纳米线的有效复合,纳米复合柔性薄膜不仅表现出良好的导电性能和透光性,协同薄膜内部网络结构中银-硫配位键,实现了薄膜机械性能的大幅度提升和优异的自愈合性能;利用上述印刷工艺可有效实现自修复纳米复合导电薄膜的快速制备。     

纳米银线透明导电薄膜产业专利重要申请人分析

纳米银线导电薄膜是掺锡的氧化铟薄膜在柔性、大屏幕显示领域最有优势的替代材料,是透明导电薄膜领域的重点研发方向。本文通过对纳米银线透明导电薄膜专利技术的全球重要申请人、全球技术主题分布、重点申请人的重点专利的梳理,研究了重要申请人的技术动态以及银线透明导电薄膜产业未来的发展趋势,力求对处于研发、生产、应用等不同阶段的企业的发展提供技术动态和建议。     

石墨烯-银纳米线复合透明柔性导电薄膜的制备及性能研究

柔性透明导电薄膜拥有优秀的光学及电学性能,目前应用最广泛的即ITO透明导电薄膜,但由于其缺点显著,限制了未来的发展,使得发展新一代透明导电薄膜成为了当今透明导电领域发展的主流。以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为柔性基底,采用了L-B提拉膜法和喷涂法,分部进行了还原氧化石墨烯(r GO)和银纳米线(Ag NW)复合薄膜的制备,研究了不同制备条件对复合薄膜透明度和导电性能的变化的影响。由于还原氧化石墨烯和银纳米线优秀的导电性以及透光性能,使得其在今后的柔性显示设备的应用中展现出了巨大的应用前景。