Page 98 - 《精细化工》2022年第8期

·1598· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

半径为 10 mm。 2.2 HEC 质量分数对电极导电性能的影响
HEC 本身具有电绝缘性，若涂布液中 HEC 量
2 结果与讨论 较高，可能导致薄膜完全覆盖银纳米线导电网络，

进而降低电极的导电性。因此，需要探究 HEC 质量
2.1 银纳米线表征
分数对电极导电性能的影响。采用旋涂法沉积银纳米
用 SEM 对银纳米线的形貌进行表征，结果见图
线，将初始薄层电阻 R 0 为 100.0、45.0、27.0、12.5 Ω/sq
2a、b。可以看出，产物较为纯净，银纳米线的长度
的 AgNWs-PET 电极依次标号为 1#、2#、3#、4#。
在 100~170 μm，直径在 80~160 nm。同时对银纳米
采用湿膜制备器将不同质量分数的 HEC 溶液涂布
线进行 EDS 测试，结果见图 2c，其中 Ag 元素来自
在 1#~4#电极表面，并对涂布后的电极进行薄层电
于银纳米线；C、N、O 元素来自于银纳米线表面残
阻测试，结果如表 1 所示。
留的聚合物 PVP；Si 元素来自于硅片基底。
由表 1 可见，当 HEC 质量分数为 0.25%时，电
极的薄层电阻基本不变；当 HEC 质量分数为 0.50%
时，电极的薄层电阻从 27.0 Ω/sq 降低至 14.0 Ω/sq；
而当 HEC 质量分数增大到 0.75%时，电极的薄层电
阻上升，部分区域甚至丧失导电性。
以 AgNWs-PET 电极（2#，R 0 =45.0 Ω/sq）为例，
讨论不同质量分数 HEC 溶液对电极导电性能产生
影响的原因，电极表面涂覆 HEC 溶液后的 SEM 图
如图 3 所示。图 3a 为 AgNWs-PET 电极的表面形貌，
银纳米线的表面轮廓光滑、清晰，线结处的银纳米
线笔直堆叠；图 3b 为 HEC 0.25% -AgNWs-PET 复合电
极的表面形貌，银纳米线的轮廓由于附着微量的
HEC 而变得粗糙，但线结处没有发生变化，电极导
电性变化不大；图 3c 为 HEC 0.50% -AgNWs-PET 复合
电极的表面形貌，线结处的银纳米线发生了明显弯
曲，此时电极的薄层电阻显著下降；图 3d 为

HEC 0.75% -AgNWs-PET 复合电极的表面形貌，由于
图 2 银纳米线在低倍率（a）和高倍率（b）下的 SEM
HEC 质量分数较高，纤维素膜层较厚，绝大部分银
图以及 EDS 谱图（c）
Fig. 2 SEM images of AgNWs at low magnification (a) and 纳米线包埋在膜层内，少数裸露在外，严重影响电
high magnification (b) as well as its EDS spectrum (c) 极的导电性。

表 1 电极涂覆不同质量分数 HEC 溶液前后的薄层电阻
Table 1 Sheet resistance of electrodes before and after coating with different mass fractions of HEC solutions
1# 2# 3# 4#
w(HEC)/%
R 0/(Ω/sq) R/(Ω/sq) R 0/(Ω/sq) R/(Ω/sq) R 0/(Ω/sq) R/(Ω/sq) R 0/(Ω/sq) R/(Ω/sq)
0.25 100.0 95.0 45.0 43.0 27.0 24.0 12.5 12.1
0.50 100.0 46.0 45.0 29.0 27.0 14.0 12.5 8.7
0.75 100.0 — 45.0 210.0 27.0 80.0 12.5 42.0
注：R 0 为裸银纳米线电极的薄层电阻；R 为电极涂覆 HEC 溶液后的薄层电阻。“—”代表未测出。

图 3 AgNWs-PET 电极（a）、HEC 0.25% -AgNWs-PET 复合电极（b）、HEC 0.50% -AgNWs-PET 复合电极（c）及 HEC 0.75% -AgNWs-
PET 复合电极（d）的 SEM 图
Fig. 3 SEM images of AgNWs-PET electrode (a), HEC 0.25% -AgNWs-PET composite electrode (b), HEC 0.50% -AgNWs-PET
composite electrode (c) and HEC 0.75% -AgNWs-PET composite electrode (d)