基于银纳米线-金属氧化物柔性复合电极的研究

发布时间：2020-10-27 21:18

　　 透明导电电极(Transparent Conductive Electrode,TCE)是现代电子产品如平板显示器、薄膜太阳能电池、触控屏幕的核心组成部分之一。目前应用最普遍的TCE材料是氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)。但是,随着对可穿戴设备的需求,电子产品进一步向柔性、可折叠、可任意弯曲的趋势发展,这对TCE的性能也提出了更高的要求,使得脆性ITO-TCE很难适应下一代柔性电子产品的应用需求。近年来,很多研究机构已致力于开发潜在的可替代ITO的柔性TCE材料。银纳米线(Silver Nanowires,AgNWs)具备优异的导电透光性和机械可弯曲性,被认为是可替代ITO的理想材料。然而,直接制备在衬底上的AgNWs的接触电阻和薄膜的表面粗糙度都非常高,使之在实际应用中受到限制。本文利用剥离转移的方法和原子层沉积技术制备了超平滑表面、高导电性的银纳米线-掺铝氧化锌(AgNWs-AZO)复合电极,得到了表面均方根粗糙度仅有0.31nm,方块电阻低至8.66±0.33?/sq,透过率为83.55%@550nm且柔性的透明导电复合电极。同时,为了说明该复合电极的应用性,本文也制备了基于优化的AgNWs-AZO复合电极的Alq_3绿光有机电致发光器件,对器件表征测试结果展现了本文制备的复合电极在柔性电子器件上有很大的应用前景。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM914.42
【部分图文】：

的背景电极概述电极(TransparentConductiveElectrode,TCE)是太阳能电池、显的核心组成部分之一[1-3]。19 世纪末，由于光电导器件的发展作为电极材料；20 世纪初，研究者将 CdO 材料应用在了光电；第二次世界大战期间，对飞机玻璃的高要求催生了宽禁带简后对 SnO2材料的研究逐渐深入并且应用到了其他领域，透明导一个新的时期[4-6]；20 世纪 50 年代，第二种透明导电薄膜 In2O代，以蒸发和溅射的方式沉积 InOx薄膜的技术逐渐成熟，特备成氧化铟锡 (IndiumTinOxide，ITO)后，TCE 的导电性大导电薄膜方面得到了普遍的应用；20 世纪 80 年代，利用磁控高透光性的 ITO 导电膜技术被开发出来，2000 年以后透明导电 为主[7-9]，磁控溅射 ITO 成为市场上制程的主流[10-13]。

O-TCE 仍是当前触控屏、显示面板最主要的应用材料，但是随着电子产品的 薄膜面临的挑战也逐渐凸显[14-17]：首先，铟作为一种稀有金属，地球上的存布分散，其储量只有黄金储量的 1/6，且可开采的大约只有 50%，随着液晶面伏薄膜电池产业的高速发展，高纯度铟材料的需求和来源日益紧张，通过实度的“开源节流”模式并没有改善铟价持续走高的现状；其次，在高温磁控溅射 过程中只有 3%~30%的有效利用率且制程技术过度集中单一；另一方面，IT材料，而电极通常做的的很薄，通常为几百纳米甚至是几十纳米，经弯曲后易响导电，这使 ITO-TCE 在下一代柔性电子产品的应用受到限制。年来，为了寻找 ITO 的替代材料，很多研究机构已致力于开发潜在的透明导柔性特征的纳米材料。如含量丰富且无毒的掺杂氧化锌材料如掺铝的氧化num doped Zinc oxide, AZO)[18-19]，掺镓的氧化锌(Gallium doped Zinc o-21]；柔性碳基材料如碳纳米管(CarbonNanotubes，CNT)[22]、石墨烯(Graphen性金属纳米线材料如银纳米线(AgNWs)[25-26]，铜纳米线(CuNWs)[27-28]；可携荷交替单元的柔性导电聚合物材料如聚 3,4-乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸T：PSS)[29-30]等。

图 2.1ALD 设备实物图和结构单元简图单元可分为前驱体控制单元和载气控制单元，载气运载着先吸附在基片上，然后再和第二种前驱体在腔内发生自厚度进行逐层生长。ALD 主要由两个基本的沉积机制：一吸附或者物理吸附直至饱和的过程，二是前驱体在表面交沉积流程大致可以分为四个阶段[58-59]：温度环境中，第一种前驱体通过脉冲的方式被注入腔体学吸附，使基底表面产生可与第二种前驱体反应的官能团，吹去多余的前驱体和反应副产物；种前驱体，与基片表面官能团反应，同样通入惰性气体产物，完成一个半循环；第一种前驱体，与上一反应生成的表面官能团反应，同体和反应副产物，完成第二个半循环；即为一个 ALD 循环，生成一层所需材料。成长Al2O3膜为例，详细解释在氢钝化的矽基材(SiH)表面
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本文编号：2859077