發(fā)布時(shí)間：2020-09-01 16:17

　　 透明電極作為光電器件的重要組成部分,具有十分廣泛的應(yīng)用,尤其在有機(jī)發(fā)光二極管、顯示面板、觸摸屏和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域,已成為科研工作者的研究重點(diǎn)之一。隨著電子產(chǎn)品制造技術(shù)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)電極材料銦錫氧化物(Indium tin oxide,ITO)因其銦資源匱乏、制造成本高、柔韌性差等缺點(diǎn),限制了其廣泛應(yīng)用。因此,亟需尋找新的替代品。在眾多新型透明電極材料中,銀納米線透明電極因其優(yōu)異的導(dǎo)電性、較高的透光率、超高的柔韌性及綠色低廉的制備工藝等優(yōu)點(diǎn),且符合當(dāng)前電子產(chǎn)品低成本、可彎曲的發(fā)展趨勢(shì),是ITO透明電極的理想替代品。眾所周知,納米線的長(zhǎng)徑比極大地影響著透明電極的性能。然而,目前的合成工藝中仍存在著長(zhǎng)徑比難控、重復(fù)性差、反應(yīng)條件要求苛刻、操作工藝繁瑣等諸多問(wèn)題。此外,銀納米線透明電極自身也存在著接觸電阻大、抗氧化能力差、附著力差等缺點(diǎn),制約了其工業(yè)化的進(jìn)程�？蒲泄ぷ髡咛岢隽硕喾N方式來(lái)解決銀納米線透明電極存在的各種問(wèn)題。熱或光誘導(dǎo)、壓力、等離子體激元等焊接方式,在保證光透過(guò)率不降低的同時(shí),能有效降低結(jié)點(diǎn)電阻。然而,也存在著納米線部分氧化以及對(duì)器件造成一定程度的損傷等缺陷。另外,通過(guò)構(gòu)筑復(fù)合物也能有效改善電極的性能,如AgNWs/PEDOT:PSS,AgNWs/ZnO,AgNWs/AZO等,既能保護(hù)銀納米線,提高其穩(wěn)定性,又能對(duì)空隙進(jìn)行有效的填充,增加附著力,提高載流子的傳輸效率。然而,這種方式也存在著各種問(wèn)題,如PEDOT:PSS等有機(jī)物抗氧化腐蝕能力弱,ZnO等無(wú)機(jī)物柔韌性及成膜性均較差等。因此,有待探究新的處理方式或構(gòu)筑手段,在不降低透光率的情況下,全面改善其附著力、穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文主要以銀納米線的可控合成及應(yīng)用為研究對(duì)象,首先利用PVP分子鏈的空間位阻效應(yīng)和控制劑陽(yáng)離子的化學(xué)特性,精心改良傳統(tǒng)的多元醇還原工藝,構(gòu)筑長(zhǎng)度、直徑可控的銀納米線,并將其應(yīng)用于銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池,打破了單純銀納米線在CIGS基光伏器件中效率偏低的局限,實(shí)現(xiàn)了最高效率為4.97%的突破,其次,為解決銀納米線穩(wěn)定性差、與底部附著力弱等問(wèn)題,采用結(jié)點(diǎn)焊接和構(gòu)筑銀納米線-殼聚糖復(fù)合物相結(jié)合的方式,達(dá)到CIGS光伏器件效率進(jìn)一步提升的目的。具體研究?jī)?nèi)容如下:1、高長(zhǎng)徑比銀納米線的可控合成采用簡(jiǎn)單可靠的溶劑熱法,通過(guò)改良的多元醇還原工藝,可控制備銀納米線,主要探究了表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分子鏈的空間位阻效應(yīng)、離子控制劑中陽(yáng)離子的化學(xué)特性對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。利用PVP長(zhǎng)短鏈的穿插效應(yīng),引入兩種不同分子量的PVP,在{100}面形成由空間位阻誘導(dǎo)的保護(hù)層,誘導(dǎo)銀納米線的選擇性生長(zhǎng),從而合成長(zhǎng)徑比高達(dá)1000的銀納米線;首次提出并詳細(xì)調(diào)研了氯化物控制劑的陽(yáng)離子化學(xué)特性對(duì)Ag形態(tài)演化方面的影響,為其在光伏器件中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2、銀納米線透明電極的構(gòu)筑及其在CIGS光伏器件中的應(yīng)用首先通過(guò)丙酮對(duì)銀納米線進(jìn)行多次選擇性沉降提高其純度,接著用乙醇清洗除去包覆在納米線表面的PVP,最終將其分散在乙醇中制成銀納米線墨水;其次,采用簡(jiǎn)單的旋涂方法構(gòu)筑銀納米線透明電極,并通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)速度、旋涂次數(shù)、墨水濃度等條件的精確調(diào)控制備出了方阻分布均勻、透光率高、導(dǎo)電性好的銀納米線透明電極;并將其用于CIGS基光伏器件,與先前的報(bào)道的單純銀納米線電極相比,獲得了4.97%的最高效率。3、銀納米線透明電極的優(yōu)化及其對(duì)CIGS光伏器件性能的影響利用鹵離子和溶解的氧分子的相互作用,采用NaCl鹽溶液對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接以降低結(jié)點(diǎn)電阻,再引入一層生物相容性好、可降解、環(huán)保無(wú)毒,且抗氧化腐蝕能力強(qiáng)、成膜性能力好、透明度高的殼聚糖保護(hù)層,構(gòu)筑AgNW-NaCl-Chi復(fù)合電極,解決了銀納米線與底部附著力弱及其自身熱穩(wěn)定性和抗氧化能力差等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)銀納米線透明電極的優(yōu)化。最終通過(guò)結(jié)點(diǎn)焊接和構(gòu)筑復(fù)合物的雙重優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)CIGS光伏器件的效率及穩(wěn)定性的進(jìn)一步提高。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;O614.122
【部分圖文】：

圖 1-1 溴離子濃度對(duì)銀納米線直徑的影響[35]得直徑較細(xì)和長(zhǎng)徑比較高的銀納米線，研究人員需要解決以下兩得小尺寸的具備五重孿晶結(jié)構(gòu)的十面體晶體種子。第二，如何阻成過(guò)程中橫向生長(zhǎng)。這兩個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)減緩還原動(dòng)力學(xué)過(guò)程，晶種的{100}晶面族進(jìn)行鈍化來(lái)解決。2016 年夏幼南小組報(bào)道了

的制備直徑在 20 nm 以下，同時(shí)長(zhǎng)徑比超過(guò) 1000 的銀納米線的方法。該實(shí)驗(yàn)主要過(guò)用注射泵注入 AgNO3前驅(qū)體溶液來(lái)減緩還原動(dòng)力學(xué)，同時(shí)用適當(dāng)濃度的 Br-將前轉(zhuǎn)換為更加穩(wěn)定的化合物 AgBr。Br-和大分子量的 PVP 能夠有效的鈍化銀納米線邊{100}晶面族進(jìn)而阻止其橫向生長(zhǎng)[36]。該反應(yīng)可以在空氣中進(jìn)行，克服了以往實(shí)驗(yàn)向反應(yīng)體系中通入惰性氣體的缺點(diǎn)，有效的簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程。

圖 1-3 最佳條件下得到的銀納米線 TEM 及其粒徑統(tǒng)計(jì)[42]經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)工作者的不斷改進(jìn)，多元醇法制備銀納米線已經(jīng)變得十分成熟。多元醇法制備銀納米線主要還是利用油浴 (oil bath) 加熱，另外還需控制離子滴加速率。這些因素降低了實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，并對(duì)實(shí)驗(yàn)操作以及設(shè)備提出了更，導(dǎo)致其不適于低成本和規(guī)�；纳a(chǎn)。1.4 銀納米線透明電極的制備及后處理研究進(jìn)展

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 朱巖;向艷秋;吳志博;楊麗娟;;銀納米線的制備及其對(duì)電化學(xué)發(fā)光催化研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年08期

本文編號(hào)：2809964