一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，包括以下步驟：（1）在襯底表面制備排列整齊的劃痕溝槽；（2）配制銀納米顆粒溶液，并將其置于襯底表面的劃痕溝槽中，干燥后制得電極樣品；（3）加熱電極樣品，使劃痕溝槽中的銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，制成金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極。該方法制成的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極具有優(yōu)異的載流子收集效率和較高的透光性，且能提高太陽能電池前電極的導電性，降低反射率，潛在提高電池效率和降低制作成本，且機械和環(huán)境穩(wěn)定性好，適合大面積低成本制備。
【專利說明】—種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于透明電極【技術領域】，具體涉及一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法。

【背景技術】
[0002]太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源。隨著煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭，研究、開發(fā)、利用太陽能電池無疑是當前的熱點。提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，降低制備成本是太陽能電池研究和發(fā)展的方向。透明導電前電極是太陽能電池中重要的組成部件之一，直接影響電池器件的填充因子和短路電流，進而影響電池的光電轉(zhuǎn)化效率。一般來說，透明導電電極是指對入射光波長范圍在380 nm到780 nm之間的光譜的透射率大于80%、且電阻率低于10_3 Ω.cm的薄膜電極。1907年Badeker首次報道半透明導電CdO材料,直到第二次世界大戰(zhàn),透明導電薄膜(Transparent conductive film,TCF)材料才得到足夠的重視和應用?，F(xiàn)在，TCF材料(例如ITO (Indium tin oxide)),TFO(fluorine-doped tin oxide))已經(jīng)廣泛地應用在平板顯示,節(jié)能玻璃和太陽能電池中。從物理角度看，物質(zhì)的透光性和導電性是一對基本矛盾。一種材料要具備良好的導電性，必須同時有較高的載流子濃度和較高的載流子遷移率，然而較高濃度的載流子會吸收光子而提高材料對光的吸收率而降低其透射率。從CdO到ΙΤ0，以及AZO (Al-doped ZnO);從金屬薄膜到聚合物薄膜；從單一組分到多元材料；對透明導電薄膜的研究一直圍繞這一矛盾展開。金屬氧化物，特別是ΙΤ0，在可見光區(qū)具有較高的光透過率和較低的電阻率，在過去50年來一直是透明導電電極研究和應用的熱點。然而金屬氧化物用作太陽能電池電極本身導電性有限，且質(zhì)脆易碎，不易變形等缺陷，同時原料資源日益稀缺，價格昂貴。傳統(tǒng)電極的組成材料和制備工藝，例如晶體硅太陽能電池中的大尺寸銀漿柵線電極，其昂貴的絲網(wǎng)印刷、高溫退火工藝；薄膜太陽能電池中的金屬氧化物(例如ΙΤ0)電極與真空鍍膜工藝等，在一定程度上，提高了電池的成本，而且某些苛刻的工藝條件對電池的光電轉(zhuǎn)化效率和其它性能造成了一定的影響。因此，太陽能電池透明導電電極的新材料、新結構以及新工藝的研究，是高效率低成本太陽能電池的重要研究方向。
[0003]近年來隨著微納米技術的發(fā)展，透明導電電極開拓的一個新領域是二維微納米新材料與結構薄膜電極，例如高聚物導電薄膜，碳納米管膜，石墨烯膜以及納米金屬線膜。石墨烯薄膜本身特殊的形貌而具有很好的柔性，同時也具有很好的載流子遷移率，但量產(chǎn)技術尚未成熟；碳納米管薄膜需要較大長徑比，且碳管的均勻分散和碳管之間的歐姆電阻問題限制了薄膜的面內(nèi)導電性。透明導電薄膜除了優(yōu)良的導電性，還需要優(yōu)良的光透射率，光電導率之比(σ DC/ ο opt, σ DC決定電極面電阻，σ opt決定薄膜光透過率)很好的描述透明導電薄膜的光電性能。研究表明:一般碳納米管光電導率之比為6-14，石墨烯為?70，ITO為120-200，而納米金屬銀線電極具有215，由此可以看出納米銀線具有出色的導電性和光透射率。由于銀是電良導體，導電性好，因而微納米銀線用作電極材料可以降低能耗(相對于氧化物薄膜電極)。同時微納米銀線的粒徑小于可見光入射波長時，金屬微納米結構的等離子效應增強光透射率，使電極具有很好的光電性能，有利于提高電池器件的效率。同時微納米銀線電極適合柔性、大面積低成本生產(chǎn)。因而微納米銀線電極將成為現(xiàn)在ITO透明導電電極的有利替代者。
[0004]正是由于具有上述優(yōu)點和良好的應用前景，微納米銀線電極近年來受到國內(nèi)外廣泛的關注。微納米銀線用作電極主要包括兩種方式，一是液相法大面積制備隨機納米銀線薄膜電極，該方式的重要問題在于調(diào)控納米銀線薄膜電極的結構，實現(xiàn)納米銀線電極的光學透射率和導電性的協(xié)同提高難以實現(xiàn)。二是有序的網(wǎng)格電極，即在襯底表面通過絲網(wǎng)印刷、電子束、聚焦離子束刻蝕等技術獲得規(guī)則宏觀或微納米尺度柵線。在傳統(tǒng)晶體硅太陽能電池中，銀漿柵線電極被大量使用。通過絲網(wǎng)印刷和后續(xù)的高溫Γ 800°C)退火得到銀漿柵線電極。但這種大尺寸柵線電極對電池前表面造成了明顯的陰影效應，增加了前表面對入射光的反射率(為表面總反射率的?15%);而且這些柵線間距很大，為了獲得較好的導電性，電池表面發(fā)射極都采用了 η++重摻雜，而造成表面發(fā)射極載流子復合概率明顯增加，降低電池的短波吸收率，從而降低整個發(fā)射極的性能和電池的效率。單晶硅太陽能電池的理論效率上限值達?33%，而現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化電池平均效率約為16?20%,傳統(tǒng)柵線電極及其現(xiàn)有工藝是其效率差別來源之一。另外，其昂貴的制備方法(絲網(wǎng)印刷、離子束和電子束刻蝕等)也大幅地提高了電池成本。因此，如何低成本地制備具有優(yōu)異光電特性，良好的面內(nèi)和接觸電阻，及其良好附著力和機械環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)異特征的微納米尺度柵線電極成為光伏應用領域的關鍵問題。同時網(wǎng)格透明導電電極也是觸摸屏，顯示等器件的關鍵部件，決定這些器件的性能。所以低成本制備微納米級金屬柵線透明電極對光伏，觸摸屏顯示等行業(yè)的有著重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，該方法制成的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極能提高太陽能電池前電極的導電性，降低反射率，潛在提高電池效率和降低制作成本，且機械和環(huán)境穩(wěn)定性好，適合大面積低成本制備。
[0006]本發(fā)明的上述目的是通過如下技術方案來實現(xiàn)的:一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的方法，包括以下步驟:
(1)在襯底表面制備排列整齊的劃痕溝槽；
(2)配制銀納米顆粒溶液，并將其置于襯底表面的劃痕溝槽中，干燥后制得電極樣品；
(3)加熱電極樣品，使劃痕溝槽中的銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，制成金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極。
[0007]本發(fā)明步驟(I)中所述襯底優(yōu)選為PET (聚對苯二甲酸乙二酯)透明材料襯底或PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)透明材料襯底等。
[0008]本發(fā)明步驟(I)中所述劃痕溝槽優(yōu)選通過下述方法制備獲得:在襯底上用整齊堆疊在一起的刀片組在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，獲得刀刃劃痕襯底。
[0009]本發(fā)明所述的刀片可以為刮胡刀片或美工刀片等。
[0010]本發(fā)明步驟(I)中所述刀片組片數(shù)優(yōu)選為2(Γ100片，下壓力優(yōu)選為2(Γ300Ν。
[0011]本發(fā)明步驟(2)中所述銀納米顆粒溶液制備過程為:
Al:取乙二醇，加熱至12(Tl80°C (優(yōu)選為160。。)，保持5?13分鐘(優(yōu)選為10分鐘)，得乙二醇溶液；
A2:將硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液加入到步驟(Al)中的乙二醇溶液中，高速攪拌8?12分鐘(優(yōu)選為10分鐘)，待溶液顏色變成土黃色后停止加熱，得混合液；A3:待步驟(A2)中的混合液冷卻后，加入乙醇或甲醇稀釋，洗滌，離心，除去上清液；A4:重復步驟(A3)，取下層沉淀物，并用甲醇稀釋，超聲形成均勻的納米銀甲醇膠體懸浮液，即銀納米顆粒溶液。
[0012]本發(fā)明步驟(A2)中所述的硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液的摩爾濃度比優(yōu)選為1: 4.5?10。
[0013]本發(fā)明步驟(A3)中乙醇或甲醇的體積優(yōu)選為混合液體積的5?10倍。
[0014]本發(fā)明步驟(A4)中甲醇的體積優(yōu)選與下層沉淀物的體積相同。
[0015]本發(fā)明步驟(A3)中離心時優(yōu)選采用高速離心機，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為5000轉(zhuǎn)/每分鐘。
[0016]本發(fā)明步驟(A4)中重復步驟(A3)優(yōu)選為兩遍。
[0017]本發(fā)明步驟(A4)中制備的銀納米顆粒溶液的濃度優(yōu)選為0.51?1.02 mg/cm2，所述的銀納米顆粒的形狀為球形狀、棒狀、立方體形狀或四面體形狀，所述的銀納米顆粒溶液中銀納米顆粒的直徑或邊長是1飛00納米。
[0018]本發(fā)明步驟(2)中所述的干燥優(yōu)選為在室溫下靜置晾干I飛分鐘。
[0019]作為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明步驟(2)中可以通過用手指或刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在劃痕溝槽中。
[0020]本發(fā)明步驟(3)中優(yōu)選采用微波輻射或加熱臺加熱，其中微波輻射加熱時，微波輻射的功率為1(Γ300 W，微波溫度為8(T200°C，微波時間為0.Γ100分鐘，用加熱臺加熱時，加熱臺加熱溫度為8(T200°C，加熱時間為3(Γ120分鐘。
[0021]本發(fā)明步驟(3)中的電極樣品在微波燒結過程中，納米銀顆粒表面的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮層被除去，納米銀顆粒熔合而形成相互連接的金屬銀納米線/棒網(wǎng)絡。
[0022]本發(fā)明的原理是:在襯底表面制備出排列整齊的劃痕溝槽，制作刀刃劃痕襯底；將事先制備的銀納米顆粒溶液滴涂在襯底表面，靜置晾干；刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)；再將樣品經(jīng)微波輻射或加熱臺加熱的方式高溫退火，控制退火溫度，使銀顆粒表面輕度熔融并再結晶，形成較為良好的歐姆接觸，形成金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極。
[0023]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
(1)本發(fā)明電極網(wǎng)格柵線的圖案和尺寸靈活可變，通過劃痕時下壓力，刀片數(shù)目的變化，可形成不同深度，不同圖案的柵線電極；
(2)本發(fā)明容易調(diào)節(jié)銀柵線結構，實現(xiàn)電極良好的光透射率和導電性；
(3)本發(fā)明避免多次薄膜沉積工藝，取而代之低廉的液相法；
(4)本發(fā)明提出的金屬網(wǎng)格透明導電電極是傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制備的昂貴大尺寸銀漿柵線電極的可能替代者，能夠提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和降低電池的生產(chǎn)成本；
(5)本發(fā)明金屬網(wǎng)格埋柵透明導電電極工藝簡單，流程少，造價低廉，產(chǎn)率較高，易于產(chǎn)業(yè)化，同時制成的電極具有優(yōu)異的載流子收集效率和較高的透光性，能預期提高載流子收集效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是實施例1-3中金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備流程圖，其中(I)表示制作刀刃劃痕襯底:1表示刀片組，2表示PET襯底，(2)表示經(jīng)過刀刃劃刻之后的PET襯底或PMMA襯底等透明材料襯底，3表示在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，(3)表示在劃痕襯底表面滴涂銀納米顆粒溶液，靜置晾干，并用手指或刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)；(4)表示溝槽內(nèi)填充銀納米顆粒的襯底，4表示溝槽內(nèi)填充的銀納米顆粒；
(5)表示燒結電極樣品；(6)表示用微波輻射或加熱臺加熱之后的電極樣品，5表示銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬網(wǎng)絡結構，形成透明埋柵電極。
[0025]圖2是本發(fā)明實施例1中經(jīng)步驟(I)刀片劃刻后襯底表面劃出的排列整齊的劃痕溝槽的SEM圖(放大2500倍)；
圖3是本發(fā)明實施例1中經(jīng)步驟(3)用手指或刮棒刮擦襯底表面后，銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)的電極樣品SEM圖(放大550倍)；
圖4是本發(fā)明實施例1中經(jīng)步驟(4)燒結電極樣品后銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀埋柵透明導電電極的SEM圖(放大2000倍)；
圖5是本發(fā)明實施例1-3中經(jīng)步驟(4)退火后完成的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極樣品1，2，3的透射率。

【具體實施方式】
[0026]實施例1
本實施例提供的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極的制備方法，如圖1所示，其中(I)表示制作刀刃劃痕襯底:1表示刀片組，2表示PET襯底，(2)表示經(jīng)過刀刃劃刻之后的PET襯底，3表示PET襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，(3)表示在劃痕襯底表面滴涂銀納米顆粒溶液，靜置晾干，并用手指或刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)；(4)表示溝槽內(nèi)填充銀納米顆粒的PET襯底，4表示溝槽內(nèi)填充的銀納米顆粒；(5)表示燒結電極樣品；(6)表示用微波輻射加熱之后的電極樣品，5表示使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀透明埋柵電極。其包括四個主要步驟:一是制作刀刃劃痕襯底，二是滴涂銀納米顆粒溶液，三是刮擦襯底表面，四是燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品。
[0027]各步驟的詳細過程如下:
(一)制作刀刃劃痕襯底
在PET襯底上用整齊堆疊在一起的刀片組在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，所用刀片優(yōu)選為劍魚牌刮胡刀片，50片刀片為一組，下壓力為約200N，劃痕溝槽放大2500倍的SEM圖如圖2所示。
[0028](二)滴涂銀納米顆粒溶液
將事先制備的銀納米顆粒溶液滴涂在襯底表面，靜置晾干20 min。
[0029]這里詳述銀納米顆粒溶液制備過程為:將一定體積的乙二醇溶劑加熱到160°C，保持10分鐘；將硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液(硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液的摩爾濃度為1: 4.5至1: 10)同時勻速加入到上述160°C的乙二醇溶劑中，高速攪拌10分鐘，待溶液顏色變成土黃色后停止加熱，得混合液；待混合溶液冷卻后，取一定量的混合溶液用5-10倍的乙醇或者甲醇稀釋，洗滌，并用5000轉(zhuǎn)/每分鐘高速離心，離心完以后，去掉上面清液；重復上一步驟兩遍，最后用甲醇按照1:1體積比例稀釋，超聲形成均勻的納米銀甲醇膠體懸浮液，即銀納米顆粒溶液。制備的銀納米顆粒溶液的濃度為0.51?1.02 mg/cm2。銀納米顆粒溶液中銀納米顆粒的形狀為球形狀、棒狀、立方體形狀或四面體形狀，銀納米顆粒的直徑或邊長在f500納米范圍之間。
[0030](三)刮擦襯底表面
用手指刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)，經(jīng)過步驟(3)的樣品放大550倍的SEM圖如圖3所示。
[0031](四)燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極
用微波輻射加熱電極樣品使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀網(wǎng)格透明導電電極。微波輻射加熱時，微波輻射的功率為200 W，微波溫度為180°C，微波時間為80分鐘。
[0032]退火后完成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極放大2000倍的SEM圖如圖4所示，退火后完成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品I的透射率如圖5所示。
[0033]與傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制備銀大尺寸柵線電極相比，本實施例中的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極工藝簡單，流程少，造價低廉，產(chǎn)率較高，易于產(chǎn)業(yè)化。同時電極導電性好，透射率較高，并能預期提高載流子收集效率。如圖5所示，本發(fā)明制備的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極具有較高的透射率，尤其是在可見光波段本實施例的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品透射率高于95%，并且制成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品I的方阻約為2.56Q/sq，具有優(yōu)良的導電性倉泛。
[0034]實施例2
本實施例提供的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極的制備方法，如圖1所示，其中(I)表示制作刀刃劃痕襯底:1表示刀片組，2表示PMMA襯底，(2)表示經(jīng)過刀刃劃刻之后的PMMA襯底，3表示PMMA襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，(3)表示在劃痕襯底表面滴涂銀納米顆粒溶液，靜置晾干，并用手指或刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)；(4)表示溝槽內(nèi)填充銀納米顆粒的PMMA襯底，4表示溝槽內(nèi)填充的銀納米顆粒；(5)表示燒結電極樣品；
(6)表示用微波輻射加熱之后的電極樣品，5表示使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀透明埋柵電極。其包括四個主要步驟:一是制作刀刃劃痕襯底，二是滴涂銀納米顆粒溶液，三是刮擦襯底表面，四是燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品。
[0035]各步驟的詳細過程如下:
(一)制作刀刃劃痕襯底
在PMMA襯底上用整齊堆疊在一起的刀片組在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，所用刀片優(yōu)選為劍魚牌刮胡刀片，100片刀片為一組，下壓力為約300N。
[0036]( 二 )滴涂銀納米顆粒溶液
將事先制備的銀納米顆粒溶液滴涂在襯底表面，靜置晾干20 min。
[0037]銀納米顆粒溶液制備過程同實施例1。
[0038](三)刮擦襯底表面
用手指刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)。
[0039](四)燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極用微波輻射加熱電極樣品使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀網(wǎng)格透明導電電極。微波福射加熱時，微波福射的功率為250 W,微波溫度為160°C，微波時間為100分鐘。退火后完成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品2的透射率如圖5所示。
[0040]與傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制備銀大尺寸柵線電極相比，本實施例中的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極工藝簡單，流程少，造價低廉，產(chǎn)率較高，易于產(chǎn)業(yè)化。同時電極導電性好，透射率較高，并能預期提高載流子收集效率。如圖5所示，本發(fā)明制備的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極具有較高的透射率，尤其是在可見光波段本實施例的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品透射率高于95%，并且制成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品2的方阻約為2.58Q/sq，具有優(yōu)良的導電性倉泛。
[0041]實施例3
本實施例提供的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極的制備方法，如圖1所示，其中(I)表示制作刀刃劃痕襯底:1表示刀片組，2表示PET襯底，(2)表示經(jīng)過刀刃劃刻之后的PET襯底，3表示PET襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，(3)表示在劃痕襯底表面滴涂銀納米顆粒溶液，靜置晾干，并用手指或刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)；(4)表示溝槽內(nèi)填充銀納米顆粒的PET襯底，4表示溝槽內(nèi)填充的銀納米顆粒；(5)表示燒結電極樣品；(6)表示用加熱臺加熱之后的電極樣品，5表示使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀透明埋柵電極。其包括四個主要步驟:一是制作刀刃劃痕襯底，二是滴涂銀納米顆粒溶液，三是刮擦襯底表面，四是燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品。
[0042]各步驟的詳細過程如下:
(一)制作刀刃劃痕襯底
在PET襯底上用整齊堆疊在一起的刀片組在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽，所用刀片優(yōu)選為劍魚牌刮胡刀片，80片刀片為一組，下壓力為約250N。
[0043](二)滴涂銀納米顆粒溶液
將事先制備的銀納米顆粒溶液滴涂在襯底表面，靜置晾干20 min。
[0044]銀納米顆粒溶液制備過程同實施例1。
[0045](三)刮擦襯底表面
用刮棒刮擦襯底表面，使銀納米顆粒掉落在溝槽內(nèi)。
[0046](四)燒結電極樣品，獲得金屬銀網(wǎng)格透明導電電極
用加熱臺加熱電極樣品使銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，形成金屬銀網(wǎng)格透明導電電極。加熱臺加熱時，溫度為180°C，加熱時間為120分鐘，退火后完成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品3的透射率如圖5所示。
[0047]與傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制備銀大尺寸柵線電極相比，本實施例中的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極工藝簡單，流程少，造價低廉，產(chǎn)率較高，易于產(chǎn)業(yè)化。同時電極導電性好，透射率較高，并能預期提高載流子收集效率。如圖5所示，本發(fā)明制備的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極具有較高的透射率，尤其是在可見光波段本實施例的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品透射率高于95%，并且制成的金屬銀網(wǎng)格透明導電電極樣品3的方阻約為1.44Q/sq，具有優(yōu)良的導電性倉泛。

[0048]
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，例如選用不同材料的襯底，劃痕溝槽的制作方式采用激光等，或者使用其他金屬的納米顆粒溶液，又或者采用不同的刮擦方法或退火方式等，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是包括以下步驟: (1)在襯底表面制備排列整齊的劃痕溝槽； (2)配制銀納米顆粒溶液，并將其置于襯底表面的劃痕溝槽中，干燥后制得電極樣品； (3)加熱電極樣品，使劃痕溝槽中的銀納米顆粒相互熔合形成相互連接的金屬銀網(wǎng)絡結構，制成金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極。
2.根據(jù)權利要求1所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(O中所述襯底為PET透明材料襯底或PMMA透明材料襯底。
3.根據(jù)權利要求1所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(O中所述的劃痕溝槽通過以下方法制備獲得:采用整齊堆疊在一起的刀片組在襯底表面劃出排列整齊的劃痕溝槽。
4.根據(jù)權利要求3所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:所述的刀片組的片數(shù)為2(Γ100片，下壓力為2(Γ300Ν。
5.根據(jù)權利要求1所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(2)中所述的銀納米顆粒溶液的制備過程為: Al:取乙二醇，加熱至12(Tl80°C，保持5?13分鐘，得乙二醇溶液； A2:將硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液加入到步驟(Al)中的乙二醇溶液中，高速攪拌8?12分鐘，待溶液顏色變成土黃色后停止加熱，得混合液； A3:待步驟(A2)中的混合液冷卻后，加入乙醇或甲醇稀釋，洗滌，離心，除去上清液； A4:重復步驟(A3)，取下層沉淀物，并用甲醇稀釋，超聲形成均勻的納米銀甲醇膠體懸浮液，即銀納米顆粒溶液。
6.根據(jù)權利要求5所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(A2)中所述的硝酸銀溶液和表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮溶液的摩爾濃度比為1: 4.5?10。
7.根據(jù)權利要求5所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(A3)中乙醇或甲醇的體積為混合液體積的5?10倍；步驟(A4)中甲醇的體積與下層沉淀物的體積相同。
8.根據(jù)權利要求5所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(A4)中制備的銀納米顆粒溶液的濃度為0.51?1.02 mg/cm2，所述的銀納米顆粒的形狀為球形狀、棒狀、立方體形狀或四面體形狀，所述的銀納米顆粒溶液中銀納米顆粒的直徑或邊長是1飛00納米。
9.根據(jù)權利要求1所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(2)中所述的干燥為在室溫下靜置晾干f 5分鐘。
10.根據(jù)權利要求1所述的金屬銀網(wǎng)格埋柵透明導電電極的制備方法，其特征是:步驟(3)中采用微波輻射或加熱臺加熱，其中微波輻射加熱時，微波輻射的功率為1(Γ300W，微波溫度為8(T200°C，微波時間為0.f 100分鐘，用加熱臺加熱時，加熱臺加熱溫度為8(T200°C，加熱時間為30?120分鐘。
【文檔編號】H01L31/18GK104409567SQ201410631427
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】高進偉, 黃苑林, 韓兵, 陳曉鵬 申請人:華南師范大學