CN110183700A - 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法 - Google Patents

银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110183700A
CN110183700A CN201910461671.0A CN201910461671A CN110183700A CN 110183700 A CN110183700 A CN 110183700A CN 201910461671 A CN201910461671 A CN 201910461671A CN 110183700 A CN110183700 A CN 110183700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver nanowires
flexible
preparation
transparent conductive
conductive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910461671.0A
Other languages
English (en)
Inventor
俞书宏
王金龙
刘建伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology of China USTC
Original Assignee
University of Science and Technology of China USTC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology of China USTC filed Critical University of Science and Technology of China USTC
Priority to CN201910461671.0A priority Critical patent/CN110183700A/zh
Publication of CN110183700A publication Critical patent/CN110183700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/08—Heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D161/00—Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C09D161/26—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
    • C09D161/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/155—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2461/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
    • C08J2461/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08J2461/26—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds
    • C08J2461/28—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with heterocyclic compounds with melamine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Abstract

本发明提供了一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法，包括：S1)将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；S2)将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；S3)将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极。与现有技术相比，本发明采用喷涂银纳米线分散液与加热方法制备银纳米线柔性透明导电电极，简化了制备步骤，降低了制备成本；同时，由于树脂对银纳米线的包覆和保护作用，使所得到的柔性透明导电电极具有优异的耐弯折、耐摩擦性、粘结性与抗溶剂性，具有广泛的市场应用前景。

Description

银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其 制备方法
技术领域
本发明属于纳米光电技术领域，尤其涉及一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件。
背景技术
近年来，利用银纳米线制备的柔性透明导电电极表现出了优异的性能，银纳米线已经成为取代脆性ITO(氧化铟锡)最有前景的材料(AdvancedMaterials,2014,26,6670)。研究人员尝试了一系列方法来提高银纳米线柔性透明导电电极的性能。其中，通过对银纳米线网络结构进行表面包覆、热压、热烧结以及离子焊接等方法可以使银纳米线透明电极在透过率和导电率性能上媲美甚至超过传统的ITO透明电极(Nature Communication,2016,7,13771；Langmuir 2015,31,4950；Nanoscale,2015,7,17410；Nature Materials,2012,11,241)。
但是，目前大部分策略仍然只是在提高银纳米线柔性透明导电电极的导电性和透过率性能，对于如何提高银纳米线柔性透明电极物理稳定性的研究比较少。因此，发展简单、有效和成本低廉的制备方法来提高银纳米线柔性透明导电电极的耐摩擦性、粘结性和抗溶剂性仍然是银纳米线柔性透明导电电极制备领域的一个重要课题。
此外，基于银纳米线柔性透明导电电极制备的柔性电致变色的研究也越来越多，然而大部分的研究工作都需要利用外接电源来控制器件的变色性能，很难实现器件的便携式。因此，构筑简单有效的自供电的柔性电致变色器件是一个重大难题。
公开号为CN103943171A的中国专利公开了一种透明电极及其制备方法。该发明将银纳米线和氧化锌纳米线有效复合，形成单层结构。这种复合结构实现了银纳米线和氧化锌纳米线在二维尺度上的连接，二者的协同效应使复合薄膜的性能优于任一薄膜。该结构主要依靠自纳米组装实现，并结合高温固化、高压成型等手段，可广泛应用于玻璃和PET等透明衬底。相对于氧化锌薄膜和银纳米线单一结构薄膜，该结构的产物具有表面平整均匀，电导率高，透光性能好，雾度低等优异性能，所得到的透明电极能够广泛应用于各种电路设备之中。但是该方法制备的柔性透明电极不具有耐摩擦性、粘结性和抗溶剂性，而且制备过程中需要高温、高压成型多种手段加工，过程复杂。
公开号为CN108962503A的中国专利公开了一种超高稳定性环氧封装银纳米线柔性透明电极的制法，该发明将银纳米线分散液涂覆到柔性基材上干燥成膜，然后利用等离子体表面刻蚀法或加热法，提升银纳米线的接触性，再喷涂或刮涂方法将环氧单体和固化剂复配的混合液覆盖到经过等离子体处理或热处理后的银纳米线表面，加热固化，即得到超高稳定性环氧封装银纳米线柔性透明电极膜。该发明制备得到的柔性透明电极膜材料表现出非常优异的性能。但是该方法需要先制备银纳米线薄膜，再加热处理，然后进行环氧树脂封装，最后还需要加热固化，因此过程比较繁琐，耗时长，成本高。
公开号为CN108803185A的中国专利公开了一种透明电极及其制备方法及其应用的电致变色器件，包括以下步骤：S1：取一衬底；S2：在衬底上均匀涂抹银纳米线溶液并烘干，重复多次后加压形成银纳米线薄膜；S3：将银纳米线薄膜浸入石墨烯溶液中，使石墨烯均匀附着到银纳米线薄膜上，烘干后获得石墨烯与银纳米线复合的透明电极。电致变色器件包括依次布置四层结构，四层结构分别为上透明电极、变色层、电解质层和下透明电极；所述上透明电极或下透明电极分别包括银纳米线薄膜和均匀附着在该银纳米线薄膜上的若干石墨烯碎片。该方法利用石墨烯的抗氧化性和银纳米线的柔性特性，简化电致变色器件的层数结构，提升电致变色器件变色反应速度。但是该方法制备的柔性透明电极不具有耐摩擦性、粘结性和抗溶剂性，而且其制备的电致变色构造复杂，依然依赖于外界电源提供电致变色动力。
公开号CN108983527A的中国专利公开了一种自供电型电致变色器件及制备工艺，该自供电型电致变色器件采用全增材制备方案制备柔性超级电容器、柔性电致变色器件和柔性薄膜开关并集成在一起。采用柔性超级电容作为柔性电致变色器件的电源***，能够保持柔性，集成度高，大大扩展了柔性电致变色器件的使用场所与应用场景。但是，该自供电电致变色器件组成复杂，需要超级电容器复合作为电源，而且超级电容器电源依然需要外界电源的能量供应，从本质上讲依赖于外界电源提供电致变色动力。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件，该方法制备的银纳米线柔性透明导电电极具有较高的耐摩擦性、粘结性与抗溶剂性。
本发明提供了一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法，包括：
S1)将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；
S2)将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；
S3)将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极。
优选的，所述树脂选自密胺树脂、水性丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂与甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂中的一种或多种；所述醇溶剂选自乙醇；所述柔性透明基底选自聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或改性环状聚烯烃膜。
优选的，所述银纳米分散液中银纳米线的浓度为0.1～2mg/ml；所述树脂、醇溶剂与水的体积比为(0.01～0.08)：30：(2～5)。
优选的，所述步骤S2)中加热的温度为70℃～140℃。
优选的，所述步骤S2)中喷涂所用的喷枪的孔径为0.1～0.5μm；喷涂时喷枪与柔性透明基底之间的距离为5～20cm。
优选的，所述银纳米线分散液与柔性透明基底的比例为5ml：(30～40)cm2。
优选的，所述步骤S3)中热处理的温度为140℃～160℃；热处理的时间为5～10min。
本发明还提供了一种电致变色器件，包括依次设置的上述制备的银纳米线柔性透明导电电极、电致变色层、凝胶电解质层与对电极薄膜。
优选的，所述电致变色层由电致变色材料形成；所述电致变色材料选自氧化钨纳米线、氧化钒纳米线、氧化镍纳米球、氧化钛纳米线与聚苯胺中的一种或多种。
优选的，所述对电极薄膜由金属片复合柔性透明基底得到。
本发明提供了一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法，包括：S1)将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；S2)将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；S3)将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极。与现有技术相比，本发明采用喷涂银纳米线分散液与加热方法制备银纳米线柔性透明导电电极，简化了制备步骤，降低了制备成本；同时，由于树脂对银纳米线的包覆和保护作用，使所得到的柔性透明导电电极具有优异的耐弯折、耐摩擦性、粘结性与抗溶剂性，具有广泛的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的银纳米线柔性透明导电电极的扫描电镜照片；
图2为本发明实施例1中得到的银纳米线柔性透明导电电极的实物照片；
图3为本发明实施例1与实施例2中得到的银纳米线柔性透明导电电极的紫外-可见光谱图；
图4为本发明实施例1中得到的银纳米线柔性透明导电电极的弯曲、胶带粘贴、湿润棉签擦拭测试结果图；
图5为本发明实施例3中得到的电致变色薄膜的扫描电镜照片；
图6为本发明实施例3中得到的电致变色薄膜在波长为632.5nm时的透过率随着时间变化的曲线图；
图7为本发明实施例3中得到的电致变色器件的实物照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法，包括：S1)将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；S2)将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；S3)将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极。
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；所述银纳米线优选按照文献(Nano Letters，2015年，15卷，6722～6726页)报道的合成方法制备。所述醇溶剂为本领域技术人员熟知的醇溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为乙醇；所述树脂优选为密胺树脂、水性丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂与甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂中的一种或多种；所述树脂、醇溶剂与水的体积比优选为(0.01～0.08)：30：(2～5)，更优选为(0.02～0.07)：30：(2～5)，再优选为(0.03～0.06)：30：(2～5)，再优选为(0.04～0.06)：30：(3～5)，再优选为(0.04～0.06)：30：(3～4)，最优选为0.05：30：3.45；得到的银纳米分散液中银纳米线的浓度优选为0.1～2mg/ml，更优选为0.1～1.5mg/ml，再优选为0.1～1mg/ml，再优选为0.2～0.8mg/ml，再优选为0.2～0.5mg/ml，最优选为0.5mg/ml。
将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；所述柔性透明基底优选为聚碳酸酯(PC)膜、聚酰亚胺(PES)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜或改性环状聚烯烃(COC)膜；所述加热的温度优选为70℃～140℃，更优选为80℃～140℃，再优选为90℃～130℃，再优选为100℃～120℃，最优选为110℃～120℃；在本发明中优选将柔性透明基底固定在加热板上进行加热；喷涂时所用的喷枪的孔径优选为0.1～0.5μm，更优选为0.2～0.4μm，再优选为0.3μm；喷涂时喷枪与柔性透明基底之间的距离优选为5～20cm，更优选为8～15cm，再优选为8～12cm，最优选为10cm；所述纳米线分散液与柔性透明基底的比例优选为5ml：(30～40)cm2，更优选为5ml：(32～38)cm2，再优选为5ml：(34～38)cm2，最优选为5ml：36cm2。
将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极；所述热处理的温度优选为140℃～160℃，更优选为145℃～160℃，再优选为150℃；所述热处理的时间优选为5～10min，更优选为5～8min。
本发明采用喷涂银纳米线分散液与加热方法制备银纳米线柔性透明导电电极，简化了制备步骤，降低了制备成本；同时，由于树脂对银纳米线的包覆和保护作用，使所得到的柔性透明导电电极具有优异的耐弯折、耐摩擦性、粘结性与抗溶剂性，具有广泛的市场应用前景。
本发明还提供了一种电致变色器件，包括依次设置的银纳米线柔性透明导电电极、电致变色层、凝胶电解质层与对电极薄膜。
所述银纳米线柔性透明导电电极由上述方法制备。
所述银纳米线柔性透明导电电极的导电银纳米线薄膜上复合有电致变色层；所述电致变色层由电致变色材料形成；所述电致变色材料优选为氧化钨纳米线、氧化钒纳米线、氧化镍纳米球、氧化钛纳米线与聚苯胺中的一种或多种。
所述电致变色层上设置有凝胶电解质层；所述凝胶电解质层由铝盐的凝胶电解质或锂盐的凝胶电解质形成；所述铝盐的凝胶电解质优选包括铝盐、水与聚乙烯醇；所述铝盐优选为硝酸铝和/或氯化铝；所述凝胶电解质中铝盐的浓度优选为0.1～1mol/L，更优选为0.3～0.8mol/L，再优选为0.5～0.6mol/L；所述聚乙烯醇的质量优选为水质量的10％～20％，更优选为14％～18％，再优选为15％～16％；所述锂盐的凝胶电解质优选包括锂盐、水与聚乙烯醇；所述锂盐优选为高氯酸锂和/或氯化锂；所述凝胶电解质中锂盐的浓度优选为0.1～1mol/L，更优选为0.3～0.8mol/L，再优选为0.5～0.6mol/L；所述聚乙烯醇的质量优选为水质量的10％～20％，更优选为14％～18％，再优选为15％～16％。
所述凝胶电解质层上设置有对电极薄膜；所述对电极薄膜优选由金属片复合柔性透明基底得到；所述柔性透明基底同上所述，在此不再赘述；所述对电极薄膜的金属片与凝胶电解质层相接触；所述金属片为金属活性比银高的金属，优选为铝、锌、锰、铁、钴、镍、锡、铅或铜金属片，更优选铝金属片。
本发明利用银纳米线柔性透明导电电极与活性较高的金属片电极组装制备的电致变色器件，能够实现自供电，简化了电致变色器件的结构，为实现便携式电致变色器件的制备提供了更多的选择，具有较高的市场应用前景。
本发明还提供了上述电致变色器件的制备方法，包括：将制备得到的银纳米线柔性透明导电电极加热，喷涂电致变色材料的分散液，得到复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极；将所述复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极与对电极薄膜进行粘贴组合，然后将凝胶电解质灌入复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极与对电极薄膜之间，密封，得到电致变色器件。
将制备得到的银纳米线柔性透明导电电极加热，优选将银纳米线柔性透明导电电极放置在加热板进行加热；所述加热的温度优选为70℃～140℃，更优选为80℃～140℃，再优选为90℃～130℃，再优选为100℃～120℃，最优选为110℃～120℃。
加热后，喷涂电致变色材料的分散液，得到复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极；所述电致变色材料同上所述，在此不再赘述；所述电致变色材料的分散液优选为电致变色材料的乙醇分散液；所述电致变色材料的分散液中电致变色材料的浓度优选为0.01～0.05mol/L，更优选为0.01～0.03mol/L；所述喷涂的方法同上所述，在此不再赘述。
将所述复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极与对电极薄膜进行粘贴组合；所述对电极薄膜优选通过将金属片粘贴在柔性透明基底上得到；所述金属片同上所述，在此不再赘述；所述粘结优选采用防水双面胶进行。
然后将凝胶电解质灌入复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极与对电极薄膜之间，密封，得到电致变色器件。所述凝胶电解质同上所述，在此不再赘述；所述密封优选采用防水胶进行。
本发明以复合有电致变色层的银纳米线柔性透明导电电极为惰性(工作)电极，以金属片电极作为牺牲(对)电极，以铝或锂盐的凝胶作为电解质，形成原电池，再通过外接导线的链接和断路即可得到自供电电致变色器件，制备方法简单，且能够在无外界电源情况下实现自供电变色功能，具有良好的稳定性。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
按照文献(Nano Letters，2015年，15卷，6722～6726页)报道的合成方法制备Ag纳米线，并分散到乙醇溶液中，浓度为10mg/mL。向1.675mL(浓度为10mg/mL)的银纳米线乙醇溶液加入28.325mL乙醇和3.45mL水，混合均匀，然后再加入0.05mL密胺树脂，并进一步混合均匀，得到浓度为0.5mg/mL的银纳米线分散液。
采用孔径为0.3微米的喷枪，控制喷枪的喷口与PC基底之间的距离为10cm，将5mL(浓度为0.5mg/mL)银纳米线分散液均匀的喷涂在36cm2柔性透明PC基底上。喷涂结束后，将柔性基底转移到150℃烘箱内加热5min即得到高稳定性的银纳米线柔性透明导电电极。
利用扫描电子显微镜对实施例1中得到的银纳米线柔性透明导电电极进行分析，得到其扫描电镜照片，如图1所示。
图2为实施例1中得到的银纳米线柔性透明导电电极的实物照片。
对所述银纳米线柔性透明导电电极进行表征，得到其紫外-可见光谱图(在波长300～800nm区域的透过率曲线图)，如图3所示。由图3紫外-可见光谱和方阻测试表征结果显示透明导电电极在550nm波长下的透过率达到86％左右，方阻为30Ω/sq左右。
对实施例1中得到银纳米线柔性透明导电电极进行弯曲、胶带粘贴、湿润棉签擦拭测试，如图4所示。图4结果显示透明导电电极具有优异的耐摩擦性、粘结性和抗溶剂性。
实施例2
按照文献(Nano Letters，2015年，15卷，6722～6726页)报道的合成方法制备银纳米线，并分散到乙醇溶液中，浓度为10mg/mL。向0.67mL(浓度为10mg/mL)的银纳米线乙醇溶液加入29.33mL乙醇和3.45mL水，混合均匀，然后再加入0.05mL密胺树脂，并进一步混合均匀，得到浓度为0.2mg/mL的银纳米线分散液。
采用孔径为0.3微米的喷枪，控制喷枪的喷口与PC基底之间的距离为10cm，将5mL(浓度为0.2mg/mL)银纳米线分散液均匀的喷涂在36cm2柔性透明PC基底上。喷涂结束后，将柔性基底转移到150℃烘箱内加热5min即得到高稳定性的银纳米线柔性透明导电电极。
对所述银纳米线柔性透明导电电极进行表征。得到其紫外-可见光谱图，如图3所示。图3紫外-可见光谱和方阻测试表征结果显示透明导电电极在550nm波长下的透过率达到90％左右，方阻为50Ω/sq左右。弯曲、胶带粘贴、湿润棉签擦拭测试结果显示透明导电电极具有优异的耐摩擦性、粘结性和抗溶剂性。
实施例3
配制铝盐电解质：将15g聚乙烯醇(PVA)和100mL去离子水加入到250mL锥形瓶中，然后放入80℃油浴锅中加热溶解。然后，称取6.667g无水氯化铝，缓慢加入到配制好的聚乙醇凝胶溶液中，得到0.5mol/L的凝胶电解质。
按照文献(Angewandte Chemie InternationalEdition，2012年，51卷，2395～2399页)报道的合成方法制备氧化钨纳米线，并分散到乙醇溶液中，浓度为0.01mol/L。采用孔径为0.3微米的喷枪，控制喷枪的喷口与PC基底之间的距离为10cm，在20cm*20cm且透过率和方阻分别为86％和30Ω/sq的银纳米线柔性透明导电电极(按照实施例1的方法仅面积不同)上喷涂25mL氧化钨纳米线，制备电致变色薄膜。
将长条形的铝金属片粘贴在柔性透明的PC基底上，制备电致变色器件的对电极薄膜。
将电致变色薄膜和对电极薄膜粘贴，然后灌入凝胶电解质，最后密封得到柔性自供电电致变色器件。
利用扫描电子显微镜对实施例3中得到的电致变色薄膜进行分析，得到其扫描电镜照片如图5所示。
对实施例3中得到的电致变色器件的变色性能进行表征，得到其在波长为632.5nm时的透过率随着时间变化的曲线图，如图6所示。由图6可知，通过将电致变色薄膜电极与铝对电极链接就可以在无外界电源的情况下实现器件的自供电电致变色。
对实施例3中得到的电致变色器件进行弯曲测试，表明电致变色器件具有良好的柔性。
图7为实施例3中得到的电致变色器件的实物照片。
实施例4
配制铝盐电解质：将15g聚乙烯醇(PVA)和100mL去离子水加入到250mL锥形瓶中，然后放入80℃油浴锅中加热溶解。然后，称取2.12g氯化锂，缓慢加入到配制好的聚乙醇凝胶溶液中，得到0.5mol/L的凝胶电解质。
按照文献(Angewandte Chemie InternationalEdition，2012年，51卷，2395～2399页)报道的合成方法制备氧化钨纳米线，并分散到乙醇溶液中，浓度为0.01mol/L。采用孔径为0.3微米的喷枪，控制喷枪的喷口与PC基底之间的距离为10cm，在20cm*20cm且透过率和方阻分别为86％和30Ω/sq的银纳米线柔性透明导电电极(按照实施例1的方法仅面积不同)上喷涂25mL氧化钨纳米线，制备电致变色薄膜。
将长条形的锌金属片粘贴在柔性透明的PC基底上，制备电致变色器件的对电极薄膜。
将电致变色薄膜和对电极薄膜粘贴，然后灌入聚合物电解质，最后密封得到柔性自供电电致变色器件。
对所述柔性自供电电致变色器件进行弯曲测试，表明电致变色器件具有良好的柔性，通过将电致变色薄膜电极与锌对电极链接就可以在无外界电源的情况下实现器件的自供电电致变色。

Claims (10)

1.一种银纳米线柔性透明导电电极的制备方法，其特征在于，包括：
S1)将银纳米线、醇溶剂、树脂与水混合，得到银纳米线分散液；
S2)将柔性透明基底加热后，在表面喷涂银纳米线分散液，得到复合有导电银纳米线薄膜的基底；
S3)将所述复合有导电银纳米线薄膜的基底进行热处理，得到银纳米线柔性透明导电电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂选自密胺树脂、水性丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂与甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂中的一种或多种；所述醇溶剂选自乙醇；所述柔性透明基底选自聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜或改性环状聚烯烃膜。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米分散液中银纳米线的浓度为0.1～2mg/ml；所述树脂、醇溶剂与水的体积比为(0.01～0.08)：30：(2～5)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)中加热的温度为70℃～140℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)中喷涂所用的喷枪的孔径为0.1～0.5μm；喷涂时喷枪与柔性透明基底之间的距离为5～20cm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米线分散液与柔性透明基底的比例为5ml：(30～40)cm2。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3)中热处理的温度为140℃～160℃；热处理的时间为5～10min。
8.一种电致变色器件，其特征在于，包括依次设置的权利要求1～7任意一项所制备的银纳米线柔性透明导电电极、电致变色层、凝胶电解质层与对电极薄膜。
9.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层由电致变色材料形成；所述电致变色材料选自氧化钨纳米线、氧化钒纳米线、氧化镍纳米球、氧化钛纳米线与聚苯胺中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述对电极薄膜由金属片复合柔性透明基底得到。
CN201910461671.0A 2019-05-30 2019-05-30 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法 Pending CN110183700A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910461671.0A CN110183700A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910461671.0A CN110183700A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110183700A true CN110183700A (zh) 2019-08-30

Family

ID=67718843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910461671.0A Pending CN110183700A (zh) 2019-05-30 2019-05-30 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183700A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327555A (zh) * 2020-11-20 2021-02-05 浙江工业大学 一种电致变色器件及其制备方法和在智能窗中的应用
CN112904625A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 北海惠科光电技术有限公司 导电边框胶的制备方法、导电边框胶及显示面板
CN113504683A (zh) * 2021-07-23 2021-10-15 中国科学技术大学 电致变色器件的制备方法与模仿人脑神经元传输信息的方法
CN113514996A (zh) * 2021-07-23 2021-10-19 中国科学技术大学 电致变色可视化压力传感器及其构建方法
CN113690475A (zh) * 2021-08-30 2021-11-23 北京工业大学 一种柔性浓差电池及其制备方法
CN114527610A (zh) * 2022-03-08 2022-05-24 湘潭大学 一种电致变色用准固态电解质的制备及其应用
CN114927285A (zh) * 2022-05-23 2022-08-19 南京邮电大学 一种柔性透明薄膜电极及其制备方法
CN115079481A (zh) * 2022-05-24 2022-09-20 湘潭大学 一种电致变色用硝酸根离子电解质及其应用
CN115368789A (zh) * 2022-07-08 2022-11-22 中国人民解放军国防科技大学 一种仿绿色植被叶片高光谱涂层及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106886115A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 南京协合新材料科技有限公司 一种还原性金属/聚苯胺电致变色电池及其制备方法
CN108417294A (zh) * 2017-12-07 2018-08-17 浙江欧仁新材料有限公司 柔性透明导电电极
CN108539058A (zh) * 2018-05-28 2018-09-14 吉林建筑大学 一种银纳米线网格电极的制备方法
CN208637157U (zh) * 2018-06-27 2019-03-22 宁波山功新材料科技有限公司 一种可折叠柔性透明导电薄膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106886115A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 南京协合新材料科技有限公司 一种还原性金属/聚苯胺电致变色电池及其制备方法
CN108417294A (zh) * 2017-12-07 2018-08-17 浙江欧仁新材料有限公司 柔性透明导电电极
CN108539058A (zh) * 2018-05-28 2018-09-14 吉林建筑大学 一种银纳米线网格电极的制备方法
CN208637157U (zh) * 2018-06-27 2019-03-22 宁波山功新材料科技有限公司 一种可折叠柔性透明导电薄膜

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAEGEON KIM ET AL.: "Electrostatic Spray Deposition of Highly Transparent Silver Nanowire", 《ACS APPLIED MATERIALS&INTERFACES》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327555A (zh) * 2020-11-20 2021-02-05 浙江工业大学 一种电致变色器件及其制备方法和在智能窗中的应用
CN112904625A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 北海惠科光电技术有限公司 导电边框胶的制备方法、导电边框胶及显示面板
CN113504683A (zh) * 2021-07-23 2021-10-15 中国科学技术大学 电致变色器件的制备方法与模仿人脑神经元传输信息的方法
CN113514996A (zh) * 2021-07-23 2021-10-19 中国科学技术大学 电致变色可视化压力传感器及其构建方法
CN113690475A (zh) * 2021-08-30 2021-11-23 北京工业大学 一种柔性浓差电池及其制备方法
CN113690475B (zh) * 2021-08-30 2024-01-05 北京工业大学 一种柔性浓差电池及其制备方法
CN114527610A (zh) * 2022-03-08 2022-05-24 湘潭大学 一种电致变色用准固态电解质的制备及其应用
CN114927285A (zh) * 2022-05-23 2022-08-19 南京邮电大学 一种柔性透明薄膜电极及其制备方法
CN115079481A (zh) * 2022-05-24 2022-09-20 湘潭大学 一种电致变色用硝酸根离子电解质及其应用
CN115368789A (zh) * 2022-07-08 2022-11-22 中国人民解放军国防科技大学 一种仿绿色植被叶片高光谱涂层及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110183700A (zh) 银纳米线柔性透明导电电极的制备方法、电致变色器件及其制备方法
Yin et al. Reactive sputter deposition of WO3/Ag/WO3 film for indium tin oxide (ITO)-free electrochromic devices
KR101158425B1 (ko) 결정성 텅스텐 산화물 나노입자 분산형 졸겔(Ｓｏｌ－Ｇｅｌ) 코팅용액을 이용한 전기변색필름 및 그 제조방법
CN105036564B (zh) 一种纳米晶增强氧化钨电致变色薄膜及其制备方法
CN103744246B (zh) 一种镜面反射型电致变色器件及其制备方法
CN109188819A (zh) 一种柔性电致变色器件及其制备方法
CN102473988B (zh) 色素敏化型太阳能电池及其模块和电解质层形成用涂布液
CN106575004A (zh) 隔热薄膜、隔热薄膜的制造方法、隔热玻璃及窗户
CN101926042A (zh) 色素增感太阳能电池
TW201435927A (zh) 透明導電性膜塗布組成物、透明導電性膜及透明導電性膜之製造方法
Zhou et al. Electrochromic modulation of near-infrared light by WO 3 films deposited on silver nanowire substrates
CN102841473B (zh) 一种电致变色装置及其制备方法
CN104246939A (zh) 色素敏化太阳能电池
Wang et al. An overview of recent progress in the development of flexible electrochromic devices
Jeong et al. All-solid-state electrochromic device using polymer electrolytes with a wet-coated electrochromic layer
CN108735349A (zh) 一种含离子液体的银纳米线透明导电薄膜及其制备方法
CN105551834B (zh) 一种柔性染料敏化太阳电池的低温低压制备方法
CN102623080A (zh) 基于溶液法/印刷涂布工艺的透明导电薄膜及其制备方法
CN104332215A (zh) 低电阻率透明导电膜的制备方法
CN105807451A (zh) 一种基于石墨烯/有机物复合透明导电薄膜的智能调光膜
CN108089366A (zh) 一种彩膜基板及其制备方法
CN107976851A (zh) 一种电致变色器件及其制备方法
CN104478233A (zh) 一种与ito共价键接的电致变色聚苯胺衍生物薄膜的制备方法
CN107382092A (zh) 具有纳米镶嵌结构的TiO2 /WO3 复合电致变色薄膜及其制备方法
Lv et al. Effective process to achieve enhanced electrochromic performances based on poly (4, 4′, 4 ″-tris [4-(2-bithienyl) pheny] amine)/ZnO nanorod composites

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190830