银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件技术

本发明专利技术提出了银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件。该制备银纳米纤维薄膜的方法包括：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述银前驱体溶液从与注液管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。本发明专利技术所提出的方法，能够获得透明度好、使用性能优异的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。

Silver nanofiber film, preparation method and equipment thereof, and electronic device

The invention provides a silver nanometer fiber film, a preparation method and a device thereof, and an electronic device. The method includes the preparing of silver nano fiber film: the silver precursor solution into the injection pipe and the injection pump, the silver precursor solution from the liquid injection pipe is connected with the needle out, get the tensile fiber; fiber by air, by silver nano fiber; the silver nanofibers collected on a collector, obtain the silver nano fiber film precursor; the silver nano fiber film precursor for postprocessing, obtain the silver nano fiber film. The method provided by the invention can obtain good transparency, silver nano fiber film with excellent performance, and without the need for high energy consumption and complex postprocessing steps, time and energy saving, simple and efficient, and low production costs, with industrial production potential.

【技术实现步骤摘要】
银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件
本专利技术涉及柔性电子材料领域，具体的，本专利技术涉及银纳米纤维薄膜及其制备方法和设备以及电子器件。更具体的，涉及制备银纳米纤维薄膜的方法、银纳米纤维薄膜、制备银纳米纤维薄膜的设备和电子器件。
技术介绍
近年来随着柔性电子产品的广泛普及，对相关技术要求日益提高，尤其是新一代柔性电子产品对其透光率、导电性、柔性和环境稳定性提出了更为严苛的要求。而银纳米材料尤其是银纳米线，具有独特的光学、电磁学、力学、催化性能，在众多领域如柔性透明电极、微纳电路、光电子器件、柔性能源存储、柔性太阳能电池等方面具有极为重要的作用，因而银纳米纤维电极将成为现在氧化铟锡导电电极的有利替代者。只是如何低成本地制备出性能优异的纳米银线，成为大量应用于光电领域中的触摸面板、太阳能电池等方面的关键问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本专利技术是基于专利技术人的下列发现而完成的：专利技术人在研究过程中发现：由于银是电良导体，导电性好，因而微纳米银线用作电极材料可以降低能耗(相对于氧化物薄膜电极)。同时微纳米银线的粒径小于可见光入射波长时，金属微纳米结构的等离子效应增强光透射率，使电极具有很好的光电性能，有利于提高电池器件的效率。然而，高表面电阻以及低表面附着力限制了纳米银线的大面积应用，现阶段可以采用高温退火、高强度脉冲激光烧结或者表面封装等复杂的后处理工艺，来解决上述问题，但是这些工艺非常耗时、耗能。本专利技术的专利技术人经过深入研究发现，气纺丝的方法利用了高压气流，能够简便快捷、安全环保地制备出纤维直径在纳米级的银纤维。而且通过采用合适的收集器，可以得到均匀的网状分布的银纳米纤维，再经过高温烧结后，可获得银纳米纤维组成的透明网状薄膜，可用于触摸面板、太阳能电池等光电关键领域，且该方法简便高效、产量大、低耗时且低耗能，具有工业化生产的潜能。有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提出一种高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力、机械环境稳定性好、制作环境更为安全、省时或节能的银纳米纤维薄膜的制备方法。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备银纳米纤维薄膜的方法。根据本专利技术的实施例，将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述前驱体溶液从与注液管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。专利技术人意外地发现，采用本专利技术实施例的银纳米纤维薄膜的制备方法，能够获得透明度好、低表面电阻、良好的衬底附着力、机械环境稳定性好、使用性能优异的银纳米纤维薄膜，并且该方法无需高耗能的复杂后处理步骤，省时节能，简单高效，而且生产成本低廉、具有工业化生产的潜能。另外，根据本专利技术上述实施例的方法，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述银前驱体溶液含有银的无机盐、高分子和溶剂。根据本专利技术的实施例，所述银的无机盐为硝酸银。根据本专利技术的实施例，所述高分子为PVP。根据本专利技术的实施例，所述溶剂为乙腈。根据本专利技术的实施例，形成所述气流的气体为选自压缩空气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。根据本专利技术的实施例，形成所述气流的气体的压强为0.001MPa至20MPa。根据本专利技术的实施例，所述收集器为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。根据本专利技术的实施例，所述后处理选自烧结处理、磁控溅射处理、电镀处理、紫外照射处理或者气相沉积处理。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种银纳米纤维薄膜。根据本专利技术的实施例，所述银纳米纤维薄膜是通过上述方法制备的。专利技术人意外地发现，采用本专利技术实施例的银纳米纤维薄膜，具有高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力和机械环境稳定性的优点，这些优异的使用性能使银纳米纤维薄膜在触摸面板、太阳能电池等关键光电领域具有应用前景。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法所描述的特征和优点，仍适用于该银纳米纤维薄膜，在此不再赘述。在本专利技术的第三方面，本专利技术提出了一种制备银纳米纤维薄膜的设备。根据本专利技术的实施例，所述设备包括：注射管，用于容纳银前驱体溶液；针头，所述针头与所述注射管连通，用于射出所述银前驱体溶液；注液泵，所述柱液泵与所述注射管相连，用于将所述银前驱体溶液推出；供气装置，用于利用气流对所述纤维进行拉伸以获得银纳米纤维；收集器，用于收集所述银纳米纤维。专利技术人意外地发现，采用本专利技术实施例的制备银纳米纤维薄膜的设备，能够快速、高效地制备出前面所述的银纳米纤维薄膜，并且无需耗时耗能的、复杂的后处理工艺，制作环境更为安全，而且获得的银纳米纤维薄膜具有高透明度、低表面电阻、良好的衬底附着力、良好的机械环境稳定性。另外，根据本专利技术上述实施例的设备，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述针头呈L型。根据本专利技术的实施例，所述收集器为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。在本专利技术的第四方面，本专利技术提出了一种电子器件。根据本专利技术的实施例，所述电子设备含有上述的银纳米纤维薄膜。专利技术人意外地发现，由于上述银纳米纤维薄膜具有透明度高、表面电阻低、衬底附着力好、机械环境稳定性好等优点，使得该电子器件可以满足较高的透光度要求、且具有内耗低、结构紧凑且部件可弯折的优点。本领域技术人员能够理解的是，前面针对银纳米纤维薄膜的制备方法和银纳米纤维薄膜所描述的特征和优点，仍适用于该电子器件，在此不再赘述。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一个实施例的制备银纳米纤维薄膜方法的流程示意图；图2是本专利技术一个实施例的制备银纳米纤维薄膜的设备的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的照片；图4是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的SEM照片；图5是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜对折后的SEM照片；图6是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的透明度检测过程的照片；图7是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜在不同方阻对应的透光率的关系图；图8是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与弯曲次数的关系图；图9是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与拉伸比例的关系图；图10是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的方阻值与弯曲半径的关系图；图11是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的折叠和恢复的演示照片；图12是本专利技术一个实施例的银纳米纤维薄膜的弹性演示过程照片；图13是本专利技术一个实施例的不同材料的方阻与透光率的关系对比图。附图标记100注射管200针头300注液泵400供气装置500收集器具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备银纳米纤维薄膜的方法。根据本专利技术的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤：S100：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将前驱体溶液从与注射管相连的针头推出，得到纤维。在该步骤中，首先配制出具有可纺性的银前驱体溶液。根据本专利技术的实施例，该银前驱体溶液的具体成分不受特别限制，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。具体而言，配置合适的银前驱体溶液，需要选择适宜的溶剂溶解银的无机盐，适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备银纳米纤维薄膜的方法，其特征在于，包括：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述银前驱体溶液从与所述注射管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种制备银纳米纤维薄膜的方法，其特征在于，包括：将银前驱体溶液加入注射管中，并利用注液泵将所述银前驱体溶液从与所述注射管相连的针头推出，得到纤维；利用气流对所述纤维进行拉伸，得到银纳米纤维；将所述银纳米纤维收集在收集器上，得到银纳米纤维薄膜前体；将所述银纳米纤维薄膜前体进行后处理，得到银纳米纤维薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述银前驱体溶液含有银的无机盐、高分子和溶剂；所述银的无机盐为硝酸银；所述高分子为PVP；所述溶剂为乙腈，形成所述气流的气体为选自压缩空气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述气流的气体的压强为0.001MPa至20MPa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集器为镍网、玻璃片或玻璃纤维片。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍晖，黄雅，柏效鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11