银纳米线透明导电膜

1、目录1 课题背景 12 国内外研究进展 22.1 银纳米线的制备 22.1.1 银纳米线的制备状况 32.1.2 银纳米线的生长机理 42.2 银纳米线透明导电膜的制备62.2.1 银纳米线薄膜制备 62.2.2 后处理工艺 82.2.3 渗透理论 112.3 银纳米线透明导电膜的应用122.3.1 太阳能电池 132.3.2 透明加热器 132.3.3 触摸屏 132.3.4 显示器 133 展望 134 参考文献 15II1 .课题背景高导电性和高透光性的透明导电膜对于各种电子器件的性能是很有必要的。具有 透明导电膜的光电子器件在我们日常生活中被广泛使用，如触摸面板和液晶显示器。 透明导电

2、氧化物通常在这些光电子器件中用作电极1。在电子工业中最常用的导电氧化物是氧化钿锡（ITO） 2,它具有优异的光学透明度和低表面电阻，极大地拓宽了其 在光电器件中的用途3,例如太阳能电池4、触摸屏和平板显示器6。然而，ITO也 有一些固有的缺点，例如沉积工艺需要高的真空度7,沉积温度比较高网，相对高的生产成本9和易脆的属性10o随着电子设备需求的快速增长和具有新特性设备的发展， 例如柔性显示器11,柔性触摸面板12,柔性太阳能电池13,柔性晶体管14和柔性超级 电容器15等，ITO不能满足这些要求。因此，一些研究者们已经深入研究了新的透明 导电材料以替代ITO。理想的能替代ITO的材料应该成本低

3、，适应各种基底，且方便制备。最近研究了 一些能替代ITO的材料，比如银纳米线16、碳纳米管17、石墨烯18、铝掺杂的氧化锌 19和导电聚合物20。通常，透明导电膜应能够满足广泛不同应用的性能要求。例如， 光学烟雾有益于太阳能电池但对触摸面板有害；触摸屏需要的薄层电阻在50-300 Q/sq的范围内。然而，太阳能电池薄层电阻应小于10 Q/s（21,22o表1总结了各种透明导电膜的性质和制备方法23o表1各种透明导电膜的性质和制备方法PropertyTCOsAgNWscmGrapheneNdnoircts口5-1001-5060-30030-50000.8Transmittance (%)80-

4、97809680-91809690 550 nm)Flexibility+ +4+Sldbiity+Cliemical vapor4-H-+depositionSputleri ng+Spray deposition+H-F+4-+Dip-coating+Screen priming一+十+十+Cost+ +Uniformity+ +含碳的透明导电膜主要包括碳纳米管和石墨烯。由于碳纳米管具有高导电性，高导热性， 高机械强度和良好的化学稳定性24， 具有广泛的应用，包括太阳能电池25,26，发光二极管27和触摸面板28。实际上，由于碳纳米管的大量集束和大的接触电阻，碳纳米管透明导电膜的薄层电阻通

5、常远大于ITO29。石墨烯具有高费米速度和高固有面内导电率的优点30,31，石墨烯制备技术的进展已经能够在小面积中合成高性能石墨烯膜。石墨烯膜的透明度可以高达95%,薄层电阻在200-1000 Q/sd32,33的范围内。增加石墨烯片层的厚度可以改善导电性34，但同时降低透明度。化学气相沉积法已用于生长大面积石墨烯膜。然而，在工艺中高达1000的高温可能导致高的生产成本35,36。溶液合成的石墨烯作为透明导电膜薄层电阻比较大。近十年来，金属纳米结构由于其独特的光电性质和在透明导电膜中的潜在应用已经引起了的关注。主要的金属纳米结构包括金属薄膜、金属纳米网和金属纳米线网络。当金属厚度低于10nm

6、时 37，可以变得更透明。然而，由于表面电子散射效应，当厚度减小时，薄层电阻将急剧增加38。当线宽接近亚波长并且网格的周期为亚微米尺度时，金属纳米网格的薄层电阻可接近大块金属39,40。然而，金属纳米网格的表面的粗糙度可能限制它在触摸屏中的应用。最近，各种金属纳米线网络已经被研究了，例如铜、金、银纳米线网络，它们很有希望替代ITO。金属纳米线网络透明导电膜，特别是银纳米线透明导电膜的总体性能已经超过ITO 的性能， 并且被认为是ITO 的最有希望的替代品。包含不同材料的组合透明导电膜也已经被研究了41,42，以获得良好的性能。碳纳米管可以与石墨烯组合，它将提供更可能的路径以改善电光特性。PED

7、OT: PSS可以与碳纳米管、石墨烯和银纳米线结合，这将降低接触电阻，增加稳定性43-45。碳纳米管和银纳米线可以用金和银纳米颗粒修饰，以降低接触电阻，从而提高导电性46-48。本课题报告简述了银纳米线的制备及生长机理、银纳米线透明导电膜的制备及渗透理论。最后介绍了银纳米线透明导电膜的应用及展望。2 . 国内外研究进展2.1 银纳米线的制备有多种制备银纳米线的方法，如多元醇法49-51，水热法52,53，微波辅助法54,55，紫外线照射技术56,57和模板法58,59等。在这些方法中，多元醇法是最有希望的合成方法，它具有良好的再现性和低成本的优点。加入几种盐，如NaCl60、 FeCl3、 C

8、uCl2、PbCl2和AgCl,可用于银纳米线的大规模合成。用这些方法获得的银纳米线大部分具有几十纳米的直径，几十微米的长度，以及50-500范围内的纵横比。最近，一些研究人员已经通过一步或多步方法制造了长度大于100叩和长宽比在1000-3000范围内的非常长的银纳米线61。2.1.1 银纳米线的制备状况（ 1）醇热法醇热法制备银纳米线通常是指在分散剂存在的情况下，向体系中引入晶种，用多元醇还原Ag+的方法。最常见的醇热法体系以聚乙烯叱咯烷酮（PVP）为分散剂，以硝酸银为银源，以乙二醇 （ EG） 为溶剂和还原剂，以银纳米粒子、金纳米粒子为晶种，或者引入PtCl2、 NaCl、 CuCl2

9、形成晶种，反应温度常在150到200之间。醇热法是目前最常用，也是最成熟的制备银纳米线的方法之一。很多科学工作者在此基础上根据需要进行了相应的改进。Jin Hwan Lee 等 62以醇热法为基础，通过连续多步反应，制备出直径小于150 nm,长度大于300长径比高达10003000的超长银纳米线。Gou 等 63则将醇热法由常用的油浴体系转换到微波体系中，使反应时间由12 h缩短为35 min,大幅度提高了反应效率，减少了操作步骤，使银纳米 线的制备非常高效快捷。Tian Zhao等64通过调节体系中Na2s的量，在微波体系中分 别用20 s和1.5 min合成出纳米粒方块以及平均直径为 8

10、0 nm的银纳米线。而Chen等 65则通过调节反应体系中Na2S 的添加量，成功的控制了反应产物中银纳米线的直径。（ 2）光还原法光还原法的原理是利用光照产生的自由基基团将Ag+还原成Ago Subrata Kundu等66以平均尺寸约5 nm的金纳米粒子为品种，以聚乙烯醇（PVA）为成核和生长模 板，在紫外光照下，8 min内快速合成出长度1020直径135i20 nm的银纳米线。 其本质是紫外辐射引发了聚乙烯醇分子链上的羟基产生自由基，将分子链上的Ag+还原成Ag0,通过奥斯瓦尔德熟化生长成银纳米线。Zou等67用波长为253.7 nm的紫 外光照射反应液，在室温下制备出直径在35120

11、 nm之间，长度高达50 irn的超长银纳米线。光还原法实验体系简洁，无复杂反应条件，在室温下即可进行。（ 3）水热法水热法与醇热法反应原理比较接近，都是在分散剂存在的情况下，用某种还原剂将Ag+还原成Ag0o分散剂选择性的吸附在Ag的某些晶面上，使Ag+与没有被分散剂 包覆的晶面接触，通过晶粒的各向异性生长，最终得到银纳米线。不同的是，醇热法体系中使用的分散剂大多为高分子，往往需要多次重复洗涤。Wang等68在无表面活性剂和聚合物存在的情况下，用葡萄糖还原新合成的氯化银，得到直径约100 nm,长达500 pm的高长径比银纳米线。由于反应介质是水，且没有聚合物的存在，水热法 体系较简单，非常

12、有利于银纳米线的清洗。(4)模板法用于合成银纳米线的模板主要有分子筛、氧化铝膜(AAO) 69、聚合物70、嵌段 共聚物、DNA分子、碳纳米管、胶束71等。Lin等69采用厚度60 孔径200 nm 的AAO滤膜，用波长10.6 pm、脉宽200 s的激光照射滤膜上的硝酸银，待经历粒 子沉淀、生长和熔融阶段后，用质量分数为10%的NaOH刻蚀掉AAO模板，即可得 到银纳米线。该方法比较简单，能在数分钟内得到银纳米线。2.1.2 银纳米线的生长机理纳米银线的制备方法不同，其生长机理可能也不一样，所以关于纳米银线的生长 机理归纳起来，主要存在以下几种说法：图1五次挛晶结构的纳米银线的生长机理示意图

13、Sun等西提出了双晶十面体生长机理，他们认为得到均匀的纳米银线的关键环节 在于PVP的覆盖作用而形成了品种。硝酸银在乙二醇溶液中首先被还原生成纳米银颗 粒，经过Ostwald熟化过程，小颗粒聚集成大颗粒，而大颗粒可以直接形成直径均匀的纳米银棒，然后继续生长成长度可达 50叩的纳米银线。然而大尺寸的纳米银颗粒 是如何变成纳米棒直至纳米线，Sun等人解释为：在反应初期，由于表面能最低的原 理，得到了形状为双晶十面体的品种，品种内存在李晶界面，因无法完全弥合而存在间隙，使得双晶十面体表面存在高活性位点。在Ostwald熟化阶段，活性位点有助于将溶液中的银吸附到周围，但因为李晶面的限制只能单轴拉伸变成

14、棒状， 如图1所示。新形成的侧面100面，通过与PVP分子中的氧原子或氮原子之间的化学作用力而被紧密覆盖，难以实现银的吸附。相比之下，PVP只覆盖了纳米棒两头的111面的一部 分，其相互作用力弱很多，所以在 Ostwald熟化过程中可以继续生长形成长的纳米银 线。根据这种生长机理，一旦形成纳米棒，将很容易生成纳米银线。Photo induced Nucleation 飨耀reduction & Seeding；4看；上Etching & GrowthRoute IKVP & HO h £GAging 5 min版 2511c1EG* ：1Route TIEtc

15、hing A Growth 痂: 弓PVP&HaifiEG蚂丝Route 1HPVP & HO in EG LF 口图2在140 C, PVP和HCl同时存在的情况下，通过将硝酸银还原可控合成纳米银立方体和 纳米银线的示意图73。Chang等73在双晶十面体生长机理的基础上提出了品种腐蚀机理，他们研究了硝 酸银在温度为140C,含有PVP和HCl的乙二醇溶液中的反应，解释了由均匀的纳米 银立方体转变成纳米银线的反应条件和机理，其原理如图2所示。Chang等发现反应最终产物主要是纳米银立方体还是纳米银线的取决于双晶十面品种的腐蚀和溶解。参 照文献74中的醇还原法操作条件，在反应

16、8 h后，得到了尺寸均匀的银立方体，边长 在70-80 nm。保持反应条件和操作步骤不变，仅仅将新配制的硝酸银溶液于室温中老 化5 min,就可以得到平均直径为40 nm,长度为3-12叩的纳米银线。因为新制的硝 酸银溶液老化时，溶液中的双晶十面体会在 HCl的腐蚀作用下形成大量的单晶体，最 终生成银立方体。而老化后的硝酸银溶液中，形成了大量的双晶十面体，而被盐酸腐 5蚀的部分可以忽略不计，又由于双晶十面体的111面表面能较高，银更容易附着上去，从而使其沿着111面各向异性生长成纳米银线。这一反应过程中，如果将 HCl的量 增加三倍以上，双晶十面体还是会被腐蚀掉，最后生成银立方体。可见能否得到

17、纳米 银线，品种的形状至关重要。图3 (a)AgNPs/NRs表面吸附的AgCl、NO3和PVP之间的相互静电作用的示意图；(b)AgCl-N03-PVP结构沿着PVP主链形成了一类新的结合位点，有助于AgNPs/NRs的自组装，形成多晶的 AgNWs75。KUO等75提出了不同于双晶十面体理论的自组装理论。他们认为，AgNO3在含有PVP、KNO3、H2PtCl6的乙二醇溶液中，在160c的温度下首生成品种，随后溶液中生 成了大量的纳米棒和少量的短纳米线，此时在 AgCl、NO3一和PVP的作用下，纳米棒 与短纳米线相连接，自组装的纳米银线长度可达100叩，产率可达90%。纳米线的自 组装原

18、理图如图3所示，Ag+、C1-、NO3一和PVP在静电的相互作用下，在纳米银棒 和短纳米银线的表面形成了 AgCl-NO 3-PVP结合位点，附着在PVP主链上，从而在 结合位点的连接作用下，纳米银棒与短纳米银线组装成长的纳米银线。在此过程中，NO3一相当于催化剂的作用，能促进纳米银线的生成，而且Ag+、C1-、NO3一和PVP的量之比至关重要，直接影响结合位点的生成，从而影响纳米银线的生长。2.2 银纳米线透明导电膜的制备2.2.1 银纳米线薄膜制备为满足使用性能要求，AgNW 透明电极应有高的透过率、低且均匀的方阻， 同时须有较好的柔性。因此，导电膜层厚度应当均匀且较薄（100 nm）,同

19、时与基底能够较好附着。另外，AgNW透明电极工业生产的基本要求是能够大面积成膜，同时成膜 工艺效率高、成本低。AgNW湿膜的常用成膜工艺主要有旋涂法、 喷涂法和棒涂法等。 3种成膜工艺的工艺性能比较如表 2所示。表2各种AgNW成膜工艺的比较表成膜匚艺成膜均 匀性湿膜厚 度控制成膜面积设备成本连续生产旋涂好二 100 inn小i 1不适应喷涂一般< lOOmn可大可小.I, _ - 适应棒涂一般不易可大可小低适应旋涂法是实验室用液相蒸发制备较小尺寸 （100 mm）膜层的常用方法，基本工艺 及原理是将涂膜液滴在高速旋转的基材表面，涂膜液滴在离心力作用下摊平成膜。旋 涂成膜工艺简单易行，能

20、够制备极薄的膜层，是实验室常用成膜手段。旋涂成膜的膜 层不均匀来自：1）涂膜液向外摊平过程中溶剂挥发，沿径向粘度逐渐增大，因此越远 离旋转中心膜层的厚度越大；2）膜层沿径向存在放射状的花纹取向。即便如此，在小 尺寸基材上旋涂成膜仍然均有较好的均匀性。但旋涂法在大尺寸基底上很难制得均匀 膜层，也不易实现连续生产，因此缺乏工业化潜力。喷涂法是利用气流与喷涂液体相互作用，雾化喷涂液并将雾状液滴喷洒到基材的 成膜方式。本质上喷涂法制备的液膜是由沉积在衬底表面的液滴随机占位、互相堆叠 而成，其均匀性依赖于液滴落点位置的概率均匀以及液滴摊开后液饼内部的厚度均匀， 一般认为喷涂成膜的均匀性不及旋涂膜层80。

21、且简易喷涂装置难以达到理论上的成膜 均匀性，实现大面积的均匀成膜需要精确控制喷头移动速度和喷涂液流量，设备成本 因此较高。但喷涂法易于实现大面积成膜，且不受衬底表面形状的限制，成膜过程也 不会对前一膜层造成破坏。通过增大载荷气体压强、柔化喷涂液表面张力并减缓干燥 速度，喷涂能够制备厚度很薄的膜层。喷涂法的最大优势在于易于工业化连续生产。 静电喷涂法是一种新型喷涂方法，它使用静电力场雾化并加速喷涂液体，成膜均匀性 更好，材料利用率更高，但是设备成本也更高81。棒涂法使用丝棒（也称迈尔棒）作为涂布工具将涂布液在基材上摊平，不同型号的 丝棒其绕丝直径不同，一种型号对应一个涂膜厚度。棒涂法的优点是：工

22、艺简单易行,同种溶液使用不同型号的丝棒就能改变成膜厚度；溶液损失率小（一般小于5%）； 能够制备大尺寸器件且可连续生产。与旋涂法及喷涂法不同，棒涂法更适用于粘度较大的涂膜液82。棒涂法制备膜层的主要缺点是膜层厚度很难精确控制，膜层厚度与绕丝直径的关系多由经验确定83；另外湿膜厚度偏大，即使用日本OSP 公司最新研发的挤压式丝棒也只能制备厚度2叩以上的湿膜84。此外，由于涂布液沿丝棒前行方向摊平，单次涂膜制备的膜层有取向性，虽然用纵横交替涂布的办法可消除膜层的取向85，但对连续成膜的产品来说工艺实现的难度较大。一般认为棒涂法更适用于膜层厚度精度要求不高的场合。综上所述，喷涂成膜工艺最可能满足Ag

23、NW 透明电极成膜的厚度和均匀性要求并同时适应大面积成膜和连续生产，在AgNW 透明电极的制备上有较大的应用潜力。2.2.2 后处理工艺成膜后的AgNW 湿膜膜层经后续干燥工艺将溶剂挥发后即得到透明电极膜层。如前所述，导电膜层为银纳米线随机网格，银纳米线之间为点接触，有很大的接触电阻，故膜层的方阻较高。另外膜层与基材的附着较弱，所以透明电极膜层的性能对弯曲等形变很敏感。因此，膜层还需要经过一定的后处理工艺降低膜层的方阻、提高膜层与基底的附着力以及增加AgNW 网格连接强度等，以满足透明电极的使用要求。后处理方法很多，按作用机制可归纳为加热、加压以及引入介质3种。（ 1）加热加热是银纳米线随机网

24、格导电膜层后处理方法中最常用的方法。加热方式分为整体加热和局部加热。前者对包含基材在内的透明电极整体加热处理，后者则是通过辐射加热的方式实现透明电极的膜层表面加热。加热处理方法较为简单，且该法提高膜层导电能力的效果明显。膜层方阻主要源于接触电阻。未经加热处理之前，膜层内AgNW 之间的接触可以认为是重力作用下的堆积式搭接，又由于AgNW 为液相法制备，在AgNW 表面残存有高分子反应物（如聚乙烯叱咯烷酮，PVP）,所以经成膜工艺制得的AgNW导电薄膜有较高的方阻。研究86表明，200C > 20 min的加热处理便可以排出AgNW搭接处的残余 PVP 使其直接接触，同时还可以使AgNW

25、间的搭接点发生熔焊，实现接触点的冶金结合（如图2 所示），使得接触电阻降低。加热处理后膜层方阻可下降23个数量级，达到10100 Q/sq的水平87。整体加热是通过热扩散进行热量输入，加热温度和时间的选择主要由PVP 的热物 理参数和膜层中AgNW的尺寸确定。PVP粘流温度约为220C ,因此可在高于该温度下 除胶。但由于AgNW和基材耐热性的限制，加热处理的温度大多低于该温度。不同直 径AgNW组成的网格，纳米尺寸效应强弱不同88,加热处理的温度和时间也不尽相同， 一般在120220c之间。通常AgNW 越粗，耐热能力越强，膜层的加热处理温度更高， 时间也更长。2012年韩国的Lee等89用

26、超长银线(>500叩，直径可能超过500 nm)制备的 导电膜层，具加热处理工艺是220c下保温2 h0“辐照纳米熔焊”采用大功率强光短时辐照技术实现膜层中 AgNW网格搭接处局 部熔化而焊合，使用该技术可避免整体加热处理对柔性基材形成的破坏 90,91o图3为采 用未极化宽谱光源辐照处理92前后的AgNW结点TEM照片，对比图4(a)、(b)可见辐照 后结点焊合。图4 AgNW 随机网格在辐照纳米熔焊法处理前(a)后(b)的结点TEM图92辐照纳米熔焊的原理是通过引发 AgNW表面离子共振92,93以及在结点处产生高强 度电场使结点熔融。结点处产生的热效应大大高于膜层的其他部分，可适用

27、于不耐温的 柔性基材。辐照光源可选择普通光源或激光，普通光源有设备要求低、操作简单的优点, 激光则热效率更高且易控制输入功率94。总体而言，辐照的加热效率比传统的整体加 热要高很多。使用大功率激光光源时，只要几秒甚至几十微秒就可以完成辐照纳米熔焊。 Garnet侍还发现了辐照法的自限制效果，当结点熔焊在一起后，热效应便会减弱至消失, 这就避免了过度升温熔断AgNW。(2)加压对成膜工艺制得的 AgNW 导电膜层加压处理也可起到降低方阻的效果。图 5为 AgNW 随机网格在加压处理前后的掠射 SEM图。从图5(a)中可以看出，加压处理前， 导电膜层表面并不平整，银线AgNW的搭接处因重叠两层Ag

28、NW而更厚些。在膜层表 面加以几到几十MPa的均匀压力，搭接处厚度大因此首先受到挤压，两根搭接的AgNW 被挤压变形使接触面积增大，压力足够大时AgNW甚至可以使搭接处的凸起压平而相互嵌入形成平面，进一步增加接触面积并且实现 AgNW 间的物理结合(图4(b),使接触 电阻显著下降。据Tokuno等的研究，在AgNW 导电网格上加25 MPa的外压保持10 s, 方阻可从 1.8X104Q/sq 降到 8.6 Q/sq。图5 AgNW 随机网格在加压处理前(a)后(b)的掠射SEM图加压处理还可以使膜层厚度更均匀，表面粗糙度降低，改善透明电极的使用效能。 外压的施加除通过两片平面硬质片挤压95

29、外，工业上常用辗轴滚压来实现。一般来说, 加压处理降低膜层方阻的效果比加热处理更明显，且工艺更容易实现。需要指出的是， AgNW之间仍然是物理接触，并没有实现品格层面的原子接触，因此接触电阻还有进 一步降低的空间。(3)引入介质引入介质是指用物理或化学的方法在 AgNW导电膜层表面引入其他物质(介质)以改 善或提高透明电极的性能。按作用机理可将介质分为粘接介质、导电介质、结点熔焊介 质和表面剥蚀介质。图6 PEDOT:PSS表面包覆处理前 后（b）的AgNW 透明电极截面SEM图96结点熔焊介质的处理工艺简单，光电综合性能改善效果明显。而其他介质处理方法 中介质的加入大多以牺牲透光性能为代价提

30、高导电性能，且大部分的实际效果差强人 意。因此，在对AgNW透明电极表面进行介质处理时，应权衡利弊，综合考虑。2.2.3 渗透理论用品质因数（FoM）评估透明导电膜的总体性能是至关重要的。一些因素将决定 透明导电膜的品质因数。透明导电膜的透射率遵循Lambert-Beer法则97：T =e，t（1）其中a是吸收系数，t是膜厚度。公式（1）可以应用于薄膜，因为它独立于透明 导电膜中纳米结构的连通性。对于块状膜，膜厚度和薄层电阻将具有如下关系：Rs =（%t）其中田是膜的体直流电导率。我们可以通过消除公式（1）和（2）中的t,从方 程式获得T和Rs之间的关系：T=e-"；BRS（3）这里

31、，T和Rs之间的关系由0B/a确定，被定义为FoM。对于纳米结构材料，透 射率和膜厚度之间的关系可以表示为98：T =（13；）,2其中Z0是自由空间的阻抗（377Q）, oop是光导率。公式 （1）和（2）扩展到一阶将获得cop和Zo之间的关系：oop- o（/Z0o从公式（2）和（4）,我们可以得到：Zt 金金）（5）2 RS - B通过扩展公式（3）和（5）到一阶，我们可以发现 FoM是OOP/Z0的比值。此外， 11方程（3）和（5）中的田是体积直流电导率。然而，当 Rs> 3 Q/sq时（图7） 99, 银纳米线的透射率（550 nm）不符合公式（5）,因为当膜厚度低于临界厚度

32、时，透明 导电膜的直流电导率将降低。在这种情况下需要用渗透理论。对于银纳米线透明导电膜，当纳米结构网络的厚度超过1nm,出现渗透现象。电导率将继续增加，直到网络 为40nm时块状导电体适用100,101o当膜厚度在1-40nm的范围内时，在中间体系中仍 然能观察到渗透行为102-104。考虑渗透行为，公式（5）可以表示为：(6)1/(n 1)其中“是渗透的FoM, n是渗透指数。口可以表示为:-b / ：- opJI.I -2 B-OP-n_(Z°tmin 二 op)n我们可以发现，当n = 0时公式（6）等于公式（5）。根据公式（6）,实现低Rs且高的T需要更大的口值和更低的n值1

33、0" 10" 101 102 1。3 104 105 10sR± (Ohm/sq)s图7不同材料透光度（550nm）和电阻关系2.3银纳米线透明导电膜的应用基于银纳米线的透明导电膜显示出优异的性能，包括高光透射率、低薄层电阻和 优异的机械柔性。银纳米线透明导电膜可用于多种光电子器件，例如太阳能电池、触 摸面板、透明加热器、OLED和电子电路等。近年来已经证明了许多概念性设备。有几个关键问题需要注意，包括透明导电膜的工艺兼容性，工作功能和表面粗糙度。2.3.1 太阳能电池银纳米线透明导电膜通常用作太阳能电池的前电极。有机太阳能电池、薄膜太阳能电池和Si / PEDO

34、T: PSS混合太阳能电池均可以用银纳米线透明导电膜制作。使用银纳米线透明导电膜的有机太阳能电池表现出与使用氧化铟锡透明导电膜相当的性能。需要特别注意的是透明导电膜的功函数变化，其中氧化铟锡导电膜的功函数为1.1.1 ,而银纳米线导电膜的功函数为 4.0eV。因此，在制造太阳能电池时，应当特别 考虑能级匹配以使器件正常工作。柔性AgNWs/PET膜的机械柔性远高于ITO/PET膜, 并且可以在未来用于柔性器件。1.1.2 透明加热器透明加热器的各种应用已经受到很大关注，例如微芯片，反应单元，除雾窗，传感器的加热源和显示器的加热基板。透明加热器用作具有透明和导电层的表面加热源。工作原理是焦耳定律

35、，其中当电流流过透明加热器时，电能将转换为热。功率可以表示为P = V2/R,其中V是施加的电压，R是总电阻，P是耗散功率。银纳米线导电膜 透明加热器的优点是快速响应和均匀加热。除了薄层电阻之外，Ji et al.105发现衬底厚度也是确定透明加热器的响应行为的关键因素。1.1.3 触摸屏通过触摸界面操作的设备广泛地用于平板电脑、票务亭、智能电话、电子信息和游戏控制台的电子设备中。通常，触摸屏需要低昙系数。薄层电阻是影响触发力，触摸精度和响应时间的另一个重要参数。此外，需要良好的均匀性才能获得更好的触摸屏性能。Mayousse et al和Madaria et al.证明基于银纳米线的触摸屏具

36、有良好的性能，并且具有在不久的将来商业化的潜力106,107。1.1.4 显示器透明导电膜在显示设备中有至关重要的作用，如有机无机发光二极管，电色显示器，电泳显示器，液晶显示器和电致发光装置。基于银纳米线的显示器已经在过去几年中被证明，一些研究显示了大角度弯曲中显示器的性能稳定性。此外，研究发现银纳米线显示器具有比氧化铟锡显示器更高的效率。银纳米线透明导电膜未来是柔性显示器强有力候选者。3. 展望在不久的将来，银纳米线透明导电膜领域的研究应该包括以下方面：（ 1）用可再现的方法微调银纳米线的尺寸，包括长度，直径和长径比；（ 2）对于特定应用目的，生产出不同昙系数的银纳米线导电膜；（ 3）银纳米

37、线透明导电膜对热和化学蚀刻和机械应变的长期稳定性；（ 4）拓宽银纳米线导电膜在柔性电子设备中的应用。参考文献1 A. Soleimani-Gorgani, E. Bakhshandeh, F. Najafi, J. Eur. Ceram. Soc.34 (2014) 2959-2966.2 Y.F. Lan, Y.H. Chen, J.L. He, J.T. Chang, Vacuum 107 (2014) 56-61.3 L. Yang, J. Zhu, J. Bai, Y . Zhu, B. Dai, H. Yu, Z. Jia, J. Han, J. Mater.Sci. 49 (201

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