銀納米線網(wǎng)絡作為一種新型透明導電形式,無論是其光電性能、機械柔性還是加工方式均有著得天獨厚的優(yōu)勢,因而被被認為是最具商業(yè)潛力的下一代透明導電電極,引起了學術界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注。然而,也正是由于這種獨特結構的透明導電形式,使其在光電器件的應用中,面臨著與傳統(tǒng)透明導電薄膜完全不同的難題,如光電性能欠佳、表面粗糙度大以及圖案化性能差等。因此,針對不同光電器件合理的設計銀納米線透明導電電極就變得至關重要。本論文以理論指導材料設計,實驗實現(xiàn)電極性能為研究思路,圍繞銀納米線透明導電電極及其在高效率太陽能電池、高分辨顯示以及高效率柔性發(fā)光器件等不同光電器件中的應用展開。實驗獲得了多種性能各異的銀納米線透明導電電極,并在光電器件的應用中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。主要研究成果概述如下:1.通過蒙特卡洛優(yōu)化算法和Comsol Multiphysics有限元模擬,發(fā)現(xiàn)相比于常規(guī)的隨機無序網(wǎng)絡,正交網(wǎng)絡結構的圖案化電極具有更高導通概率與電導率,為高性能圖案化電極的制備提供了理論指導;通過光學模擬發(fā)現(xiàn),與銀納米線直徑相關的散射性能構成了其消光和霧度的主要部分,為調控透明電極透過率和霧度提供了理論依據(jù)。2.利用電化學刻蝕... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)折射率的實部和虛部與波長的關系；(b)反射率、透過率和吸收率與波長的關系

對透明電極材料提出了更多更高的要求；而 ITO 因其導電率在大尺寸上受限、天然陶瓷脆性 (在 2-3%的應變情況下就會開裂或破碎[36])、超過 200 ℃的濺射制備工藝、能耗比較大以及材料利用率低等一系列缺陷，無法很好的滿足新的應用需求。因此，開發(fā)新型透明導電電極材料，制備大面積低成本高性能柔性透明導電電極，成為發(fā)展新型柔性光電器件的首要任務之一，這對推動光電器件的更新?lián)Q代也具有重要意義。目前，諸如石墨烯[25, 37-41]、碳納米管[15, 22, 42-51]、導電聚合物[52-56]、金屬網(wǎng)格[4, 57-65]以及金屬納米線[19,66-81]都是新型透明導電電極材料的發(fā)展方向，本文也將圍繞發(fā)展新型高性能大面積柔性透明導電電極的研究展開。1.4 透明導電電極的分類該部分從透明導電電極原理出發(fā)，將其分為連續(xù)型和非連續(xù)型兩類透明導電電極(圖 1-2)，這有助于更好地理解和設計透明導電電極及其在光電器件中應用。

圖 1-3 等離子體頻率與 (a) 方阻，(b) 弛豫時間的關系[85]具體地，考察方阻為 13.8 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等離子體頻率在 680 nm；而對于7.6 Ω/sq 的 ITO 薄膜，其等離子體頻率降到了 580 nm (圖 1-4)。與 ITO 類似的，氟摻雜的氧化錫 (FTO)、鋁摻雜的氧化鋅 (AZO)、硼摻雜的氧化鋅以及銅摻雜的硒化鋅等重摻雜型透明導電電極，均需要考慮等離子體頻率與導電性的平衡。圖 1-4 不同方阻的 ITO 透明導電電極的反射率和波長的關系；其中，實線為實驗測試結果，虛線

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3101414