摘要
透明导电薄膜是一种柔性薄膜，具有导电性好和透过率高等特点。随着现代科技的进步，传统透明导电薄膜氧化铟锡由于原材料短缺、脆性大等问题将被一些新型透明导电薄膜所替代。作为新型透明导电材料，银纳米线和石墨烯都表现出优异的光电性能，将两种材料复合表现出来的高透过率和低方块电阻特性掀起新型透明导电薄膜研究的热潮。 本课题围绕银纳米线/石墨烯宽光谱透明导电薄膜的制备和性能分析逐步展开研究，主要研究内容和成果如下： 通过对旋涂工艺的深度探索制备得到了性能优异且均匀性好的银纳米线薄膜。研究了制备过程中旋涂时间和旋涂速率对银纳米线薄膜性能的影响，确定了制备均匀薄膜的最佳实验条件。研究了不同银纳米线分散液浓度对薄膜性能的影响，得到了一系列浓度/光电性能规律，且最终制备了在0.4~10.5μm波段平均光透过率为76.4%、方块电阻为105.8Ω/sq的综合性能优异的银纳米线薄膜。 选取本文制备得到的最佳综合性能的银纳米线薄膜，通过HCl蒸气诱导银纳米线化学纳米焊接和热退火纳米焊接两种后处理方式对薄膜进行处理，降低银纳米线之间的接触电阻，提高薄膜的导电性。对研究结果进行对比分析，相比于HCl蒸气诱导银纳米线化学纳米焊接，热退火纳米焊接具有焊接稳定、无化学药剂残留、便捷易操作等优点。通过研究热退火时间和温度对薄膜性能的影响，确定了最佳退火温度为190℃、最佳退火时间为10min，有效地熔合了纳米线间的节点，去除接触界面，降低甚至消除纳米线间的接触电阻，提高了薄膜的导电性。 通过不同顺序的旋涂和转移石墨烯制备得到两种不同结构的银纳米线/石墨烯复合薄膜，分析了两种不同结构薄膜的形貌、方块电阻以及光透过率，研究结果表明采用先旋涂银纳米线后转移石墨烯方法制备得到的复合薄膜表现出更好的光电性能。分别研究了复合薄膜的附着性、表面粗糙度、环境稳定性，并且与本文制备的银纳米线薄膜相比，在各个性能方面都有着很大程度的提升。利用热退火纳米焊接的方式，对银纳米线/石墨烯复合薄膜进行处理，采用190℃（最佳退火温度）、10min（最佳退火时间），焊接纳米线之间的节点，进一步提高了复合薄膜的导电性。最终得到的银纳米线/石墨烯复合薄膜在0.4~10.5μm宽光谱波段有着高透过率，且方块电阻低至34.7Ω/sq。这项工作为银纳米线/石墨烯复合薄膜在宽光谱光电器件的应用提供了新思路。
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