银纳米线透明电极的优化及转移研究

发布时间：2020-08-25 19:13

【摘要】：随着柔性显示器件、可穿戴电子设备的兴起,透明电极作为其显示和触控的重要组件受到人们广泛关注。然而,传统的透明电极材料(如铟锡氧化物等)由于其固有的陶瓷脆性较难满足柔性可拉伸电子器件需求,因而导电聚合物、石墨烯、碳纳米管和金属纳米线等具有柔性的新型透明电极材料逐渐受到关注。其中银纳米线以其优异的光学和电学性能、出色的机械柔性和良好的环境稳定性成为科学研究与产业应用的热点。但是,其在工业上的大规模应用仍然存在许多问题,在合成方法、涂布工艺、光电性能以及机械柔性等方面均有很大的优化提升空间。本文针对银纳米线透明电极中的节点电阻问题,利用温和焊接手段,改善了其电学性能,并提出新的转移方式优化电极拉伸性能,主要内容概述如下:(1)提出了一种水雾焊接银纳米线网络节点的方法。通过这种基于毛细力的水雾焊接方式可明显降低薄膜电极电阻,同时不影响电极透过率和雾度,达到了优化电极性能的目的。这是一种简单高效、低成本、无污染的电极优化方式。我们深入阐述了银纳米线节点的低温焊接原理,同时探讨了衬底亲疏水性、溶剂等不同参数对焊接优化效果的影响,并将这种方式应用于红外加密显示。(2)提出了一种低温冷冻转移银纳米线网络的方法。这种方法可将银纳米线网络原位无损的转移并嵌入至柔性可拉伸衬底,有效提高电极抗拉伸性能,同时不影响银纳米线网络原有的光学和电学性能。我们对这种方式的原理及转移效果进行了深入探究,并基于此制备了可拉伸透明电极。(3)我们将优化与转移后的柔性可拉伸电极用于钙钛矿太阳能电池,获得了较高的光电转换效率(15.3%)。以上工作对基于银纳米线柔性透明电极的制备及发展具有一定指导意义,为柔性透明电极优化、转移及应用提供了新的思路。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;O614.122
【图文】：

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1 绪论透明电极简述自 20 世纪 90 年代以来，智能电子设备快速发展，给人们的生活带来了极大如智能手机，电脑，电视，智能手表等，它们都需要一种既导电性良好又透过的部件——透明电极(Transparent electrodes, TEs)。顾名思义，透明电极指的是一类具有高导电性和高透过率的电极，它通常由两指标衡量，即方阻(Rs)和透过率(T)，同时对其雾度、均匀性也有一定要求[1]。求其透过率大于 80%，方阻小于 104Ω/sq，高性能透明电极要求其透过率高且方阻低于 100 Ω/sq[2]。

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同时 ITO 固有的陶瓷脆性，限制用。戴电子设备、柔性显示、电子皮肤等柔性光越来越高，ITO 透明电极越来越难以满足柔型透明导电材料，如导电聚合物(Conductiv管(Carbon nanotubes)、金属纳米线(Metal na用，推动了柔性智能电子设备的发展。透明电极材料一类高分子聚合材料，可通过低成本的液相较好的机械柔性，可用于柔性光电器件相关

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华中科技大学硕士学位论文荷掺杂形成的孤子和极子，这两种载流子在 PEDOT 长链传输中形成电流。其中 PSS可提高 PEDOT 中正电荷的稳定性以增加 PEDOT 在水溶液中的溶解度[15]。在透过率>90%时，PEDOT:PSS 方阻值大于 100Ω/sq[1]，足以满足对透明电极要求不高的相关器件应用，如电容式触摸传感器和除静电薄膜等。但是，导电聚合物化学稳定性和热稳定性较差，在高温、潮湿或紫外辐照下其导电性显著下降，同时，导电聚合物透明电极光学和电学性能一般较差，且难于进行量产，因此导电聚合物材料较难满足工业要求[16-18]。1.2.3 石墨烯透明电极材料

【参考文献】