Page 140 - 精细化工2019年第10期

·2106· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

由图 10 还可知，导电膜方阻随着 AgNW 沉积 时，沉积密度增大，搭接点个数也增多。这四点原
密度的增大而降低，但并不具有线性关系，随着沉 因综合导致沉积密度超过一定值后薄膜的方阻降低
积量的增大，降低速率越来越缓慢，最终趋向于平 程度变缓。
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衡。沉积密度从 100 mg/m 增加到 300 mg/m 时， 由于导电膜的导电性能与透光率存在着互相抑
导电网络越来越密集完整，更有利于载流子通过， 制的关系，需要确定适宜的银纳米线沉积量，因而
此阶段方阻降低幅度较大；当沉积密度超过300 mg/m 2 引入光电优值（FOM）来衡量高透光率和导电性能
时，方阻（R s ）低于 22.6 Ω/sq，电路已完全导通， [10]
优良的导电膜。FOM 计算遵循以下公式 。
继续增加银纳米线的密度仅仅相当于在原有的基础
F O M = Z 0 /〔2R s (T –1/2 －1)〕 （3）
上并联更多电阻，因此，方阻降低幅度很小，曲线
式中：Z 0—空间自由阻抗，为常量（376.7 Ω）；R s—
趋近平衡，而光透过率还在匀速减小;此外，在多元
导电膜方阻，Ω/sq，T—平均透光率，%。
醇法合成过程中，AgNW 上可能有未除完全的绝缘
体 PVP，包裹在银纳米线的搭接点处阻碍了载流子 性能指数 FOM 高，说明导电膜具有良好的导
的顺利通过；另一方面，接触点处应力较大易引起 电性能和高的透光率，传统 ITO 光电材料 FOM 值
化学反应 [15] ；有效电阻理论 [16] 也指出，R s 主要由通 约为 35 [16] 。不同沉积量 AgNW 复合膜光电优值见
路中搭接点的个数决定，而搭接点个数又取决于 表 1。由表 1 可知，当 AgNW 沉积量高于 300 mg/m 2
AgNW 的长度和覆盖面积，因此，AgNW 长度一定 时，复合膜即具有优良的光电性能。

表 1 不同沉积量 AgNW 复合膜的光电优值
Table 1 Photoelectric optimal values of AgNW composite films with different deposition amounts
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沉积密度/(mg/m )

100 150 200 250 300 350 400 450 500
FOM 8.7 10.4 12.3 16.8 35.8 40.5 49.6 62.3 69.8

2.5 银纳米线沉积量与厚度及粗糙度的关系 2.6 柔韧性分析
表面粗糙度过高的透明导电薄膜会造成光电器 将不同沉积量银纳米线复合膜进行弯曲测试，
件正负电极之间的电流泄露，从而引发电子器件短 对 AgNW 薄膜的柔韧性进行评价。100 次弯曲循环
路失效等问题。膜厚度及粗糙度与 AgNW 沉积量关 后薄膜结构没有出现破损，测量薄膜的电阻值结果
系如图 11 所示。淀粉基底膜厚约 80 μm，随着银纳 如图 12 所示。
米线沉积量的增大，导电膜厚度增加，沉积密度每
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增加 100 mg/m ，厚度增加约 20 μm。沉积密度为
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100 mg/m 的导电膜粗糙度为 6.73 nm，当沉积密度
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增加到 400 mg/m 时粗糙度随之增加到 35.6 nm。这
是由于银纳米线在淀粉基底膜表面随意搭接，沉积
密度越大，搭接越混乱，粗糙度越大。

图 12 不同沉积密度 AgNW 复合膜方阻随弯曲次数的变
化图
Fig. 12 Variation of square resistance with bending times

由图 12 可知，100 次弯曲循环后，方块电阻增
加不到 5%。而 ITO 导电膜由于 ITO 的脆性，在经

过仅 10 次弯曲循环测试后,薄膜的方阻急剧増加了
图 11 不同沉积量 AgNW 复合膜厚度及粗糙度图 [17]
Fig. 11 Thickness and roughness of AgNW composite 近 600 倍 ,可以观察到薄膜结构严重破损。因此，
films with different deposition densities 淀粉银纳米线复合膜展现出良好的机械柔韧性。