一種銅鎳合金納米線柔性電極及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柔性電極制備技術，特別是涉及一種可應用于柔性屏幕，可穿戴電子產品以及有機發光二極管的銅鎳合金納米線柔性電極及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代顯示技術的發展，柔性器件越來越受到人們的關注。在可穿戴電子產品和柔性屏幕等領域中，柔性可拉伸彎曲的電極無疑具有巨大的應用潛力。在傳統的電子器件領域中，商業中用的電極往往是依附在剛性襯底(如玻璃，硅等)上，例如最常見的一些電路板，太陽能電池電極等等，這些剛性襯底電極主要優點是工藝成熟，成品率高，能夠滿足一般的器件對電極要求。但是隨著人們對各種各樣新型電子消費產品的需求不斷增多，這些新型的電子器件往往被要求要符合人體工學，就如近年來可穿戴電子產品的興起，像智能手表等。這要求我們要開發具有柔性的電子器件，如柔性電路板，柔性屏幕等。而要實現柔性器件，制備柔性電極襯底是不可缺少的一環。
[0003]目前主要用到的柔性電極材料有Ag納米線(Transferable self-welding silvernanowire network as high performance transparent flexible electrode.Nanotechnology, 2013, 24(33): 335202.)，商業化的ITO/PET電極等。在一定程度上，這些柔性電極能夠滿足目前光電器件對柔性電極襯底的需求，且制備工藝較為成熟。但存在的主要問題是這些電極所用的材料價格較貴，如Ag，ITO中的銦，且IT0/PET電極具有較大的脆性，不宜用于對彎曲性或拉伸性要求較高的柔性襯底中，這就限制了其應用范圍。
[0004]普通銅納米線(TransparentCu nanowire mesh electrode on flexiblesubstrates fabricated by transfer printing and its applicat1n in organic solarcells[J].Solar Energy Materials and Solar Cells，2010，94(6): 1179-1184.)制備的柔性電極易被氧化，使得柔性電極的電阻率變大；而且柔性電極與柔性襯底的結合不好，彎折、拉伸后導電能力大大降低，性能非常不穩定。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種銅鎳合金納米線柔性電極及其制備方法。
[0006]實現本發明目的的技術方案為:一種銅鎳合金納米線柔性電極及其制備方法，將一定量的銅鎳合金納米線分散在適量的正己烷溶液中，通過抽濾的方法使銅鎳合金納米線在濾膜上成膜，再將之轉移到準備的PDMS柔性襯底上，利用一定壓力將納米線嵌在柔性襯底表面，然后通過在還原性氣氛條件下加熱到一定溫度并保持一段時間，從而得到高質量的銅鎳合金納米線柔性可拉伸電極。具體的制備步驟如下:
[0007]步驟1，以CuCl2作為銅離子的反應前驅體，Ni (acac) 2作為還原劑，摩爾比計，CuCl2:Ni (acac) 2= 2:1，油胺作為溶劑；
[0008]步驟2，在N2惰性氣氛下，將步驟I反應劑置于容器內，加熱至90_100°C下保溫攪拌，使前驅體鹽充分混合；
[0009]步驟3，繼續升溫到175-185°C，反應3.5-4.5h時間后，降溫、離心處理，清洗后得到銅镲合金納米線；
[0010]步驟4，將銅鎳合金納米線分散在正己烷中，將該分散液超聲后抽濾在濾膜上；
[0011]步驟5，將濾膜取下貼在PDMS柔性襯底表面，施加10?15N壓力，將銅鎳合金納米線轉移到襯底表面；
[0012]步驟6，將轉移好的柔性電極襯底于還原性氣氛下加熱到200-210 °C并保溫
2.5-3h，冷卻到室溫后取出，即得銅鎳合金納米線柔性電極。
[0013]步驟2中，所述的保溫攪拌時間為30-40min。
[0014]步驟4中，分散液的濃度為0.02?0.08mg/ml ;超聲時間為I?3分鐘。
[0015]步驟6中，還原性氣氛為5% H2+95% Ar的氫氬氣氛。
[0016]本發明具有的優勢如下:1)本發明的制備工藝簡單可控，將銅納米線轉移至柔性襯底方便易操控；2)本發明中使用的銅鎳合金納米線價格低廉，且無毒性，更為環保，最重要的是制得的柔性電極產品與商用的產品性能相當，完全滿足器件對柔性電極的要求；3)本發明通過利用嵌在PDMS表面的方法，使得銅鎳合金納米線進一步受到保護，延長了其使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實例I的銅鎳合金納米線殼層結構TEM圖。
[0018]圖2為本發明實例I所得的柔性電極樣品。
[0019]圖3為本發明實例I所得的柔性電極方塊電阻隨時間變化曲線。
[0020]圖4為本發明實例2所得的柔性電極樣品。
[0021]圖5為本發明實例2所得的柔性電極方塊電阻隨時間變化曲線。
[0022]圖6為發明實例3所得的柔性電極樣品。
[0023]圖7為本發明實例3所得的柔性電極樣品。
[0024]具體實施方法
[0025]本發明一種銅鎳合金納米線柔性電極，是將銅鎳合金納米線分散液通過抽濾的方法使其在濾膜上成膜，再將之轉移到準備的PDMS柔性襯底上，利用一定壓力將納米線嵌在柔性襯底表面，然后通過在還原性氣氛條件下加熱到一定溫度并保持一段時間，從而得到高質量的銅鎳合金納米線柔性可拉伸電極。具體包括以下步驟:
[0026]步驟1:取一定比例硅酮樹脂溶液與固化劑混合攪拌，使其固化成直徑40cm的PDMS襯底；
[0027]步驟2:取3mL0.02?0.08mg/ml銅鎳合金納米線分散在適量正己烷中，超聲均勻；
[0028]步驟3:通過抽濾的方法將銅鎳合金納米線均勻地抽濾在濾膜上；
[0029]步驟4:將未干透的濾膜取下貼到PDMS柔性襯底表面，通過10?15N的壓力將銅鎳合金納米線轉移到襯底表面；
[0030]步驟5:將轉移好的柔性電極襯底放入還原性氣氛中加熱并保溫一段時間后冷卻到室溫取出，即得到銅鎳合金納米線柔性可拉伸電極。
[0031 ] 步驟I中，PDMS柔性襯底的制備工藝為:取硅酮樹脂溶液與固化劑比例10:1，混合攪拌均勻后在室溫下經18?20小時固化，即得。
[0032]步驟2中，銅镲合金納米線的制備工藝為:(^1(312與Ni (acac) 2按摩爾比例2:1混合，溶解到油胺中，在N2惰性氣氛下，加熱至90-100°C下保溫攪拌30-40min，使其充分混合；繼續升溫到175-185?，反應3.5-4.5h時間后，降溫、離心，清洗后即得到銅鎳合金納米線。將其溶解到正己烷中，配制不同濃度的銅鎳合金納米線墨水。
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