银纳米线透明导电电极的设计及其应用研究
发布时间：2021-03-26 10:11
银纳米线网络作为一种新型透明导电形式,无论是其光电性能、机械柔性还是加工方式均有着得天独厚的优势,因而被被认为是最具商业潜力的下一代透明导电电极,引起了学术界和产业界的广泛关注。然而,也正是由于这种独特结构的透明导电形式,使其在光电器件的应用中,面临着与传统透明导电薄膜完全不同的难题,如光电性能欠佳、表面粗糙度大以及图案化性能差等。因此,针对不同光电器件合理的设计银纳米线透明导电电极就变得至关重要。本论文以理论指导材料设计,实验实现电极性能为研究思路,围绕银纳米线透明导电电极及其在高效率太阳能电池、高分辨显示以及高效率柔性发光器件等不同光电器件中的应用展开。实验获得了多种性能各异的银纳米线透明导电电极,并在光电器件的应用中展现出独特优势。主要研究成果概述如下:1.通过蒙特卡洛优化算法和Comsol Multiphysics有限元模拟,发现相比于常规的随机无序网络,正交网络结构的图案化电极具有更高导通概率与电导率,为高性能图案化电极的制备提供了理论指导;通过光学模拟发现,与银纳米线直径相关的散射性能构成了其消光和雾度的主要部分,为调控透明电极透过率和雾度提供了理论依据。2.利用电化学刻蚀...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)折射率的实部和虚部与波长的关系；(b)反射率、透过率和吸收率与波长的关系
对透明电极材料提出了更多更高的要求；而 ITO 因其导电率在大尺寸上受限、天然陶瓷脆性 (在 2-3%的应变情况下就会开裂或破碎[36])、超过 200 ℃的溅射制备工艺、能耗比较大以及材料利用率低等一系列缺陷，无法很好的满足新的应用需求。因此，开发新型透明导电电极材料，制备大面积低成本高性能柔性透明导电电极，成为发展新型柔性光电器件的首要任务之一，这对推动光电器件的更新换代也具有重要意义。目前，诸如石墨烯[25, 37-41]、碳纳米管[15, 22, 42-51]、导电聚合物[52-56]、金属网格[4, 57-65]以及金属纳米线[19,66-81]都是新型透明导电电极材料的发展方向，本文也将围绕发展新型高性能大面积柔性透明导电电极的研究展开。1.4 透明导电电极的分类该部分从透明导电电极原理出发，将其分为连续型和非连续型两类透明导电电极(图 1-2)，这有助于更好地理解和设计透明导电电极及其在光电器件中应用。
图 1-3 等离子体频率与 (a) 方阻，(b) 弛豫时间的关系[85]具体地，考察方阻为 13.8 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等离子体频率在 680 nm；而对于7.6 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等离子体频率降到了 580 nm (图 1-4)。与 ITO 类似的，氟掺杂的氧化锡 (FTO)、铝掺杂的氧化锌 (AZO)、硼掺杂的氧化锌以及铜掺杂的硒化锌等重掺杂型透明导电电极，均需要考虑等离子体频率与导电性的平衡。图 1-4 不同方阻的 ITO 透明导电电极的反射率和波长的关系；其中，实线为实验测试结果，虚线
【参考文献】：
期刊论文
[1]印刷电子发展回顾与展望[J]. 崔铮. 科技导报. 2017(17)
[2]有机发光二极管光取出技术进展[J]. 蓝露华,陶洪,李美灵,高栋雨,邹建华,徐苗,王磊,彭俊彪. 物理化学学报. 2017(08)
[3]柔性电子器件的应用、结构、力学及展望[J]. 李学通,仝洪月,赵越,杜凤山. 力学与实践. 2015(03)
[4]流体速度梯度形成过程的动力学分析[J]. 刘钧哲. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2013(03)
[5]基于杨氏方程的固体表面能计算研究进展[J]. 刘永明,施建宇,鹿芹芹,郭云珠,陈瑞卿,尹大川. 材料导报. 2013(11)
[6]新型红外反射材料进展及其在玻璃节能贴膜中的应用[J]. 汤召君,王珍,孟庆华,方永增. 信息记录材料. 2011(01)
[7]醇热法合成单晶银纳米线及其表征[J]. 常鹏梅,陈亚芍,罗小林,魏彦林应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西师范大学化学与材料科学学院,王广文. 化学学报. 2009(06)
博士论文
[1]高性能银纳米线透明电极的制备及应用[D]. 朱思伟.华中科技大学 2014
本文编号：3101414
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
(a)折射率的实部和虚部与波长的关系；(b)反射率、透过率和吸收率与波长的关系
对透明电极材料提出了更多更高的要求；而 ITO 因其导电率在大尺寸上受限、天然陶瓷脆性 (在 2-3%的应变情况下就会开裂或破碎[36])、超过 200 ℃的溅射制备工艺、能耗比较大以及材料利用率低等一系列缺陷，无法很好的满足新的应用需求。因此，开发新型透明导电电极材料，制备大面积低成本高性能柔性透明导电电极，成为发展新型柔性光电器件的首要任务之一，这对推动光电器件的更新换代也具有重要意义。目前，诸如石墨烯[25, 37-41]、碳纳米管[15, 22, 42-51]、导电聚合物[52-56]、金属网格[4, 57-65]以及金属纳米线[19,66-81]都是新型透明导电电极材料的发展方向，本文也将围绕发展新型高性能大面积柔性透明导电电极的研究展开。1.4 透明导电电极的分类该部分从透明导电电极原理出发，将其分为连续型和非连续型两类透明导电电极(图 1-2)，这有助于更好地理解和设计透明导电电极及其在光电器件中应用。
图 1-3 等离子体频率与 (a) 方阻，(b) 弛豫时间的关系[85]具体地，考察方阻为 13.8 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等离子体频率在 680 nm；而对于7.6 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等离子体频率降到了 580 nm (图 1-4)。与 ITO 类似的，氟掺杂的氧化锡 (FTO)、铝掺杂的氧化锌 (AZO)、硼掺杂的氧化锌以及铜掺杂的硒化锌等重掺杂型透明导电电极，均需要考虑等离子体频率与导电性的平衡。图 1-4 不同方阻的 ITO 透明导电电极的反射率和波长的关系；其中，实线为实验测试结果，虚线
【参考文献】：
期刊论文
[1]印刷电子发展回顾与展望[J]. 崔铮. 科技导报. 2017(17)
[2]有机发光二极管光取出技术进展[J]. 蓝露华,陶洪,李美灵,高栋雨,邹建华,徐苗,王磊,彭俊彪. 物理化学学报. 2017(08)
[3]柔性电子器件的应用、结构、力学及展望[J]. 李学通,仝洪月,赵越,杜凤山. 力学与实践. 2015(03)
[4]流体速度梯度形成过程的动力学分析[J]. 刘钧哲. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2013(03)
[5]基于杨氏方程的固体表面能计算研究进展[J]. 刘永明,施建宇,鹿芹芹,郭云珠,陈瑞卿,尹大川. 材料导报. 2013(11)
[6]新型红外反射材料进展及其在玻璃节能贴膜中的应用[J]. 汤召君,王珍,孟庆华,方永增. 信息记录材料. 2011(01)
[7]醇热法合成单晶银纳米线及其表征[J]. 常鹏梅,陈亚芍,罗小林,魏彦林应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西师范大学化学与材料科学学院,王广文. 化学学报. 2009(06)
博士论文
[1]高性能银纳米线透明电极的制备及应用[D]. 朱思伟.华中科技大学 2014
本文编号：3101414
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3101414.html
