聚合物-銀納米線復(fù)合材料的制備及其光、電性能研究.pdf

1、智能觸摸交互終端、可穿戴電子設(shè)備、柔性太陽能電池等行業(yè)的快速發(fā)展，亟需開發(fā)新型高透光率、低電阻的的柔性透明導(dǎo)電薄膜。本文首先采用改進(jìn)的多元醇法合成銀納米線，探索了銀納米線的高濃度、高均勻性快速制備方法，并研究了形貌控制劑、前驅(qū)體誘發(fā)劑、反應(yīng)溫度、滴加速度等因素對銀納米線制備的影響。研究發(fā)現(xiàn):在銀離子濃度為0.049M，PVP與AgNO3的摩爾比為1.4∶1的體系中，得到銀納米線的直徑為70-110nm，長度為20-40um，產(chǎn)率在80％

2、以上，并具有良好的結(jié)晶度，30μM FeCl3濃度下制備的銀納米材料具有最高的長徑比470。但是，在相同的摩爾濃度，添加Cu2+、Na+、Pt4+等控制劑不利于銀納米線的合成，得到了大量不均勻的納米線或納米棒。在相同的PVP/AgNO3摩爾比條件下(1.4∶1)，PVP的分子量越大，得到的銀納米線長徑比越高，且銀納米線的最佳制備溫度為140℃，不隨控制劑種類以及濃度的變化而改變。以合適的添加方式加入硝酸銀和形貌控制劑，才能得到高均勻性、

3、高長徑比的銀納米線。
　　將直徑為20、35、70和100nm的銀納米線分別沉積在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基材上制備了銀納米線導(dǎo)電薄膜，研究了銀納米線沉積密度和納米線直徑對導(dǎo)電薄膜透光率和方阻的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):通過類推Yodh教授團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果，可以利用高長徑比的銀納米線可以產(chǎn)生更多的遷移阻力，均勻的覆蓋在基底表面，避免“咖啡環(huán)效應(yīng)”的出現(xiàn);隨著納米線沉積密度的提高，銀納米線導(dǎo)電薄膜的透光率和方阻均呈下降趨勢，但其品質(zhì)系數(shù)

4、(F.O.M.)增加，最高可達(dá)410。
　　以聚乙二醇(PVA)為基底制備銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜，以解決銀納米線附著在PET表面結(jié)合力差的問題。研究了薄膜的表面結(jié)合力與光學(xué)、電學(xué)性能的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，銀納米線直徑影響導(dǎo)電膜透光率和方阻，隨著沉積密度的提高，不同直徑銀納米線導(dǎo)電膜的透光率和方阻均呈下降趨勢，在方阻值為1.3Ω/□時(shí)F.O.M值最高，可以達(dá)到760，超過了ITO的F.O.M值350，超過了PET/銀納米線復(fù)合薄膜的

5、F.O.M值410。PVA/銀納米線復(fù)合薄膜，相比PET/銀納米線復(fù)合薄膜，表面附著力較高，在經(jīng)過10次膠帶試驗(yàn)后，復(fù)合薄膜的方阻仍然保持在20Ω/□左右。
　　使用光聚合法制備丙烯酸酯/銀納米線復(fù)合薄膜并采用DSC法研究了體系的光聚合動力學(xué)。丙烯酸酯/銀納米線復(fù)合薄膜體系光聚合速度高于傳統(tǒng)的自由聚合，單體轉(zhuǎn)化率在不到30s時(shí)間增長至極大值。聚合反應(yīng)速度和單體轉(zhuǎn)化率隨著UV光強(qiáng)的增高而明顯增加，聚合反應(yīng)體系的光強(qiáng)閾值約為4mW/c

6、m2，超過光強(qiáng)閾值后聚合反應(yīng)速度和單體轉(zhuǎn)化率均呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)。體系的聚合反應(yīng)速度和單體轉(zhuǎn)化率隨著平均官能度的增加呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)丙烯酸酯/銀納米線復(fù)合薄膜的透光率為80％時(shí)，銀納米線直徑為35和70nm的體系具有較低方阻，約132Ω/□，在方阻值為2.3Ω/□時(shí)F.O.M值最高，可以達(dá)到451，超過了ITO的F.O.M值350。
　　通過以上內(nèi)容的研究，為可控制備高均勻性銀納米線提供一種優(yōu)化工藝;表征不同條件下銀納米線的涂布網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)