柔性透明導(dǎo)電電極是柔性電子設(shè)備的重要組成部分,被廣泛運用在光伏太陽能電池,有機發(fā)光二極管,傳感器,觸屏屏幕,顯示屏幕等領(lǐng)域。最近,柔性透明導(dǎo)電電極作為透明加熱器的應(yīng)用引起了人們廣泛的關(guān)注。性能優(yōu)異的透明加熱器可以廣泛的用于窗戶除霜/除霧,顯示屏,氣體傳感和醫(yī)療設(shè)備等諸多領(lǐng)域。對于透明加熱器的應(yīng)用來說,柔性透明導(dǎo)電電極除了具有高的導(dǎo)電以及透光性能外,優(yōu)異的機械柔性以及化學(xué)穩(wěn)定性是極為重要的。在眾多的無氧化銦錫(ITO-free)的導(dǎo)電電極中,金屬網(wǎng)格電極由于具有極高的導(dǎo)電透光性能而受到廣泛地關(guān)注。然而,常用的電導(dǎo)率較高的非貴金屬材料(銀和銅)存在化學(xué)穩(wěn)定性差,特別是在戶外使用易腐蝕的缺點,嚴重限制了其應(yīng)用,然而,新型硫化銅網(wǎng)格電極則具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性,且制備成本低廉本。本工作從以下三個方面來大面積研制具有高柔性,導(dǎo)電性,透光性以及多功能性的智能加熱薄膜:(1)利用二氧化鈦膠體溶液揮發(fā)及自開裂產(chǎn)生的裂紋圖案為模板,大面積研制導(dǎo)電透光性能可控的硫化銅網(wǎng)格狀導(dǎo)電電極,制成的柔性電極具有優(yōu)異的性能(在方阻21.5 Ωsq-1條件下,透光率達到80%),在不同的pH條件下具有非常好的穩(wěn)定性。(2)首次將硫化銅柔性導(dǎo)電膜應(yīng)用于加熱應(yīng)用中,其硫化銅加熱膜的熱阻高達197℃W-1 cm2,響應(yīng)時間低至30 s以內(nèi),在較低的輸入電壓下就可以實現(xiàn)約110℃的均勻溫度的大面積發(fā)熱,具有良好的熱穩(wěn)定性。(3)將柔性溫度傳感器高度集成在加熱膜的一側(cè),用于溫度的檢測,通過手機中的無線藍牙設(shè)備實時讀取以及控制溫度�；跓o線控制系統(tǒng),我們展示了硫化銅加熱器在太陽能電池板除雪中的應(yīng)用。本工作所開發(fā)的高度集成的智能化柔性加熱以及控溫貼膜有望應(yīng)用于人體可穿戴的電子設(shè)備中,實現(xiàn)人體健康的實時檢測。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.2
【部分圖文】：

（ａ）?Ｍｅｔａｌ?Ｏｘ＝ｄｅｓ?（ｔ＞）?ＣＫＴ?ｎｅｔｗｏｒｋ?（ｃ）?Ｇｒａｐｈｅｎｅ?＜ｄ｝?Ｍｅｔａｌ?ＮＷ?ｎｅｔｗｏｒｋ?（ｐ）?Ｈｙｂｒｉｄ?（ｆ｝?Ｍｅｔａ！?ｍｅ＆ｈ??“?＿藝??圖１－１按時間順序排列的透明加熱器。該年表示使用指定材料的加熱器的出現(xiàn)。??（ａ）氟摻雜的氧化錫。Ｗ?（ｂ）碳納米管網(wǎng)絡(luò)。（ｃ）石墨烯。＾?（ｄ）金屬??納米線網(wǎng)絡(luò)�！荆常梗�?（ｅ）混合。＿?（ｆ）金屬網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。％??Ｆｉｇ．?１?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ?ｈｅａｔｅｒｓ?ｉｎ?ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ?ｏｒｄｅｒ．?Ｔｈｅ?ｙｅａｒ??ｉｎｄｉｃａｔｅｓ?ｔｈｅ?ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｅａｔｅｒ?ｕｓｉｎｇ?ｔｈｅ?ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ?ｍａｔｅｒｉａｌ．?（ａ）Ｆｌｕｏｒｉｎｅ??ｄｏｐｅｄ?ｔｉｎ?ｏｘｉｄｅ，?（ｂ）?Ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ，?（ｃ）?Ｇｒａｐｈｅｎｅ，?（ｄ）?Ｍｅｔａｌ??ｎａｎｏｗｉｒｅｓ?ｎｅｔｗｏｒｋ，?（ｅ）?Ｈｙｂｒｉｄ，?（ｆ）?Ｍｅｔａｌ?ｍｅｓｈ?ｎｅｔｗ?ｏｒｋ．??１．４透明導(dǎo)體發(fā)熱的原理??評估一個透明導(dǎo)電膜（ＴＣＦ）的優(yōu)劣可以使用品質(zhì)因素（ＦＯＭ）的概念，即??將透光度與方阻（ＲＳ）的比值Ｏｏｐ／Ｏｄｅ。［４２］通過材料設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計可以優(yōu)化這??些電極的電學(xué)和光學(xué)特性。通常，為了調(diào)整給定透明導(dǎo)電膜（ＴＣＦ）的透射率和??電阻，可以改變材料的一些參數(shù)，例如膜厚度，網(wǎng)絡(luò)密度，材料占據(jù)的面積，導(dǎo)??電物質(zhì)的百分比，網(wǎng)絡(luò)的分形維數(shù)等。這些參數(shù)當(dāng)中，對于加熱器來說最重要的??參數(shù)是方阻：數(shù)值越低

Ｔｉｍｅ?（ｓ）?Ｔｉｍｅ?（ｓ）??圖１－２各種金屬氧化物薄膜的溫度對時間圖。（ａ）?ＩＴＯ。Ｗ?（ｂ）?Ｇａ摻雜的氧??化鋅（ＧＺＯ）。丨４９１?（ｃ）氟摻雜的氧化錫（ＦＴＯ）和Ｃｒ，Ｎｉ，?Ｎｉ－Ｃｒ納米點覆蓋??ＦＴＯ薄膜。Ｉｓ１】（ｄ）?ＦＴＯ和鋁摻雜氧化鋅（ＡＺＯ）單層雙層結(jié)構(gòu)。Ｉ５２！??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｖｅｒｓｕｓ?ｔｉｍｅ?ｐｌｏｔ?ｆｏｒ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍｓ，?（ａ）?ＩＴＯ．??（ｂ）?Ｇａ?ｄｏｐｅｄ?ｚｉｎｃ?ｏｘｉｄｅ?（ＧＺＯ）．?（ｃ）?Ｆｌｕｏｒｉｎｅ?ｄｏｐｅｄ?ｔｉｎ?ｏｘｉｄｅ?（ＦＴＯ）?ａｎｄ?Ｃｒ，?Ｎｉ，??Ｎｉ－Ｃｒ?ｎａｎｏｄｏｔｓ?ｃｏｖｅｒｅｄ?ＦＴＯ?ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍｓ，?（ｄ）?ＦＴＯ?ａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍ?ｄｏｐｅｄ?ｚｉｎｃ?ｏｘｉｄｅ??（ＡＺＯ）?ｓｉｎｇｌｅ?ｌａｙｅｒ，?ｄｏｕｂｌｅ?ｌａｙｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．??與ＩＴＯ相比，ＦＴＯ具有高的熱穩(wěn)定性，可以使用在需要高溫加熱或高溫退??火的情況中。ＦＴＯ是一種帶隙寬為３．６ｅＶ

?？??■睡??圖１－４?ＡｇＮＷ網(wǎng)絡(luò)（ａ）?ＡｇＮＷ在水中與粘土血小板分散。ＡｇＮＷ／粘土的??比例為２／１?（重量比）為棒涂在ＰＥＴ基材上產(chǎn)生ＡｇＮＷ網(wǎng)絡(luò)。（ｂ）未加工的ＡｇＮＷ??網(wǎng)絡(luò)加熱器的紅外圖像顯示由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)自聚集納米線引起的熱點和（ｃ）配制的??（ＡｇＮＷ和粘土薄片）網(wǎng)絡(luò)的均勻熱分布。Ｉ６３】??Ｆｉｇ．ｌ－?４?ＡｇＮＷ?ｎｅｔｗｏｒｋ?（ａ）?ＡｇＮＷｓ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｉｎ?ｗａｔｅｒ?ａｌｏｎｇ?ｗｉｔｈ?ｃｌａｙ??ｐｌａｔｅｌｅｔｓ．?ＡｇＮＷ／ｃｌａｙ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒａｔｉｏ：?２／１?ｂｙ?ｗｅｉｇｈｔ?ｉｓ?ｒｏｄ?ｃｏａｔｅｄ?ｏｎ?ＰＥＴ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ?ｉｎ?ＡｇＮＷ?ｎｅｔｗｏｒｋ．?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?（ｂ）?ｕｎｐｒｏｃｅｓｓｅｄ?ＡｇＮＷ?ｎｅｔｗｏｒｋ??ｂａｓｅｄ?ｈｅａｔｅｒ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ａ?ｈｏｔ?ｓｐｏｔ?ｄｕｅ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｓｅｌｆ－ａｇｇｒｅｇａｔｅｄ?ｎａｎｏｗｉｒｅｓ?ｗｉｔｈｉｎ?ｔｈｅ??ｎｅｔｗｏｒｋｓ?ａｎｄ?（ｃ）?ａ?ｕｎｉｆｏｒｍ?ｈｅａｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ?（ＡｇＮＷ?ａｎｄ?ｃｌａｙ??ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）?ｎｅｔｗｏｒｋ．??在早期的研宄中，Ｃｅｌｌｅ等用Ａｇ納米線（Ｒｓ，?３３Ｑ／ｓｑ，透射率？９０％）制造??了透明加熱器。與碳納米管網(wǎng)絡(luò)和石墨烯加熱器相比，Ａｇ納米線加熱器實現(xiàn)了??更高的加熱速率（２°Ｃ／ｓ）。由于加熱器溫度取決于基底，因此與玻璃相比，聚萘??二甲酸乙二醇酯（ＰＥＮ）基底上ＡｇＮＷ網(wǎng)絡(luò)的溫度更高
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本文編號：2839684