银纳米线薄膜的制备及导电透光性能的研究

论文摘要

高导电性和高透光性的材料是许多电子和光电子器件的重要组成部分,如液晶显示器,太阳能电池,发光二极管等。现在生活生产中最广泛使用的透明电极是ITO电极,但是由于ITO材料使用的是稀有金属铟（111）作为原料,所以ITO电极的造价很高,而且不具有可弯折性,使其应用受到了很大的限制,而银的价格相对低廉,银纳米线的制作工艺相对简单,而且其具有很好的弯折性,所以银纳米线薄膜恰恰更够弥补ITO材料的这两点不足。目前,研究者们希望能够使用简单有效的方法制备具有高透光性和高导电率的银纳米线薄膜来取代ITO电极。在本论文中,我们详细研究对比了两种合成银纳米线的方法和三种制备银纳米线薄膜的方法。这两种合成银纳米线的方法分别为自晶种合成法和阴离子控制法。前者合成的银纳米线的长度比较长,但是后者制备的银纳米线的长度均一性更佳。三种银纳米线制备薄膜的方法为：溶剂过滤器过滤法、溶剂挥发法和流动场组装法。第一种方法首先通过真空过滤制备得到银纳米线滤饼,然后运用相关技术将其转移到柔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面上,得到具有可弯折性的银纳米线薄膜。我们通过这种方法制造的银纳米薄膜能够达到膜电阻25 Ω-/sq同时透光度为70%或膜电阻125Ω/sq同时透光度为85%。第二种方法是将银纳米线溶液直接滴涂到石英基底表面,用溶剂挥发制备成膜。本论文利用该方法能得到最佳结果为：膜电阻45 Ω/sq,透光度60%。第三种方法是将基片浸渍在银纳米线溶液中,利用搅拌产生的流动场制备薄膜,并以聚乙烯亚胺（PEI）作为有机层利用层层组装法制备得银纳米线多层薄膜。这种方法得到的银纳米薄膜的最优结果可达到膜电阻35 Ω/sq透光度为85%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 银纳米线简介
• 1.2.1 银纳米线
• 1.2.2 银纳米线的合成
• 1.2.3 银纳米线的功能
• 1.3 透明导电材料
• 1.3.1 ITO薄膜透明材料
• 1.3.2 ITO材料的替代物
• 1.4 银纳米线薄膜
• 1.4.1 银纳米线薄膜的性能及应用
• 1.5 本论文的思路与内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 药品、试剂及仪器设备
• 2.2 银纳米线（AGNWs）的合成
• 2.2.1 自晶种合成法
• 2.2.2 阴离子控制法
• 2.3 银纳米线薄膜的制备
• 2.3.1 溶剂过滤器过滤成膜
• 2.3.2 溶剂挥发成膜
• 2.3.3 流动场下组装成膜
• 2.4 导电透光性的测量
• 2.4.1 膜电阻的测量
• 2.4.2 透光度的测量
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 银纳米线合成
• 3.1.1 自晶种法合成银纳米的分析
• 3.1.2 阴离子控制法合成银纳米线的分析
• 3.2 过滤成膜及其导电透光性
• 3.2.1 膜的转移
• 3.2.2 膜电阻的测量
• 3.2.3 银纳米薄膜透光度测量
• 3.2.4 温度对膜电阻的影响
• 3.2.5 溶剂过滤器过滤成膜的导电性和透光性
• 3.2.6 溶剂过滤器过滤成膜的SEM图像分析
• 3.3 挥发成膜及其导电透光性
• 3.3.1 挥发成膜的SEM图像分析
• 3.3.2 自晶种合成法合成AgNWs溶剂挥发成膜的导电透光性
• 3.3.3 阴离子控制法合成AgNWs溶剂挥发成膜的导电透光性
• 3.4 流动场下的组装成膜及其导电透光性
• 3.4.1 基底的处理
• 3.4.2 自晶种合成法合成AgNWs流动场组装成膜的导电透光性
• 3.4.3 阴离子控制法合成AgNWs流动场组装成膜的导电透光性
• 3.5 成膜的比较
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢