银纳米线透明导电薄膜雾度特性及透明加热器件研究

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1、硕士学位论文银纳米线透明导电薄膜雾度特性及透明加热器件研究RESEARCHONHAZECHARACTERISTICSANDTRANSPARENTHEATEROFSILVERNANOWIRESTRANSPARENTCONDUCTIVEFILM徐偲伟哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：TB333学校代码：10213国际图书分类号：544.6密级：公开工学硕士学位论文银纳米线透明导电薄膜雾度特性及透明加热器件研究硕士研究生：徐偲伟导师：邱业君副教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：深圳研究生院答辩日期：

2、2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB333U.D.C:544.6AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONHAZECHARACTERISTICSANDTRANSPARENTHEATEROFSILVERNANOWIRESTRANSPARENTCONDUCTIVEFILMCandidate：XuCa

3、iweiSupervisor：AssociateProf.QiuYejunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着时代的发展变迁，市场对于柔性电子器件的需求越来越明显，

4、柔性透明导电材料是实现柔性器件的关键之一。银纳米线透明导电薄膜具有优异的光学和电学性能，在柔性器件等领域具有广阔的应用前景。然而，银纳米线透明导电薄膜较高的雾度和较低耐受温度制约了其在柔性显示、透明加热器件等领域的应用。本论文通过电镀金属Ni改善了银纳米线表面的散射特性，降低了玻璃基底上银纳米线透明导电膜的雾度，由于所镀金属将银纳米线导电网络之间的搭接处进行了互连，导电膜整体的方阻也有明显下降。电镀电压对Ni在银纳米线表面的均匀沉积有一定影响，电压为3V、7V和9V时都会在银纳米线表面形成不均匀的Ni球，当电镀电

5、压为5V时，Ni镀层较为均匀，对导电膜雾度降低较为明显；电镀时间过短（<10s）时，Ni未对银线形成完整包覆，雾度降低不够明显，电镀时间过长（>60s）时，银线逐渐长粗，对导电膜的雾度不利，经过优化后选择合适的电镀时间为30s。电镀金属Cu和Sn对银纳米线导电膜的雾度均没有改善作用。通过在银纳米线表面涂布上一层纳米二氧化硅颗粒，可以在一定程度上降低以PET为基材的透明导电膜的雾度。研究结果表明，SiO2的粒径是重要的影响因素。其颗粒直径越小，排列越致密，对于透明导电膜的雾度改善越明显，直径为20nm时，对导电膜雾

6、度有良好的降低作用，而SiO2的粒径为50nm、100nm和200nm时，颗粒间有空隙且导电膜的表面粗糙度增加，雾度反而升高。二氧化硅颗粒涂布湿膜厚度决定了涂覆到银纳米线透明导电膜上颗粒的量，当其量过多时，对透明导电薄膜雾度的降低作用逐渐消失并产生不利影响，经过优化后选择的最佳涂布湿膜厚度为20μm。通过在银纳米线表面电镀上一层耐热金属镍，对银纳米线形成壳层保护，将银纳米线的最高耐受温度从169℃提升到了284℃以上。在不同形状石英基底上构筑的透明加热器件均显示出良好的耐热性能。大石英管透明加热器件在30V的工作

7、电压下，可以维持284.3℃的稳态温度，并且经过10次220℃的热循环冲击后，器件热性能没有任何损失。尝试了使用本实验构筑的透明加热器件烧水以及加热氧化铜粉，这些应用实例都证明了器件具有良好的实用意义，特别是在实验室可视化教学方面，很有应用潜力。关键词：银纳米线；透明导电膜；雾度；透明加热器件IAbstractAbstractWiththedevelopmentofthetime,themarketdemandforflexibleelectronicdevicesisincreasing.Flexibletra

8、nsparentconductivematerialisakeypartofflexibledevices.Silvernanowirestransparentconductivefilmhasaverywiderangeofapplicationsinthefieldofflexibledevicesbecauseofitsexcellentopticalandelec