銀納米線(xiàn)/PEDOT:PSS復(fù)合透明電極的構(gòu)筑、性能研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-06-06 18:48
在透明柔性電子設(shè)備快速發(fā)展的同時(shí),人們對(duì)其電極的高透明性、柔軟性和多功能性也提出了更高的要求。在眾多新型光電器件的研發(fā)過(guò)程中,人們常通過(guò)開(kāi)發(fā)電極材料和設(shè)計(jì)材料微觀(guān)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的物理特性及器件性能的提升。本論文基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)和銀納米線(xiàn)(Ag NWs)的復(fù)合導(dǎo)電油墨構(gòu)筑了可應(yīng)用于不同光電器件的透明電極,并對(duì)其性能及應(yīng)用展開(kāi)了系列研究,研究?jī)?nèi)容具體包括以下兩個(gè)方面:(1)利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)基板上制備PEDOT:PSS和Ag NWs的復(fù)合有序網(wǎng)格。以光電性能優(yōu)異的六邊形和正方形規(guī)則圖案為研究對(duì)象,研究復(fù)合導(dǎo)電油墨的配比與粘度、網(wǎng)版目數(shù)、印刷層數(shù)和圖案形狀等參數(shù)對(duì)復(fù)合薄膜光電性能的影響。當(dāng)網(wǎng)孔目數(shù)為200時(shí)可印刷透明性高且性能優(yōu)異的網(wǎng)格。隨著印刷層數(shù)的增加和PEDOT:PSS/Ag NWs質(zhì)量比的降低,印刷網(wǎng)格的透過(guò)率和電阻均降低。當(dāng)印刷層數(shù)為1時(shí),六邊形網(wǎng)格的透過(guò)率和電阻分別為85.6%和2.23 kΩ,而正方形網(wǎng)格的透過(guò)率和電阻分別為77.3%和8.78kΩ。這表明正方形網(wǎng)格更緊湊的排布方式會(huì)降低電極的...
【文章來(lái)源】:五邑大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各類(lèi)新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)
五邑大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論2圖1-1透明電極材料1.2透明電極圖1-2各類(lèi)新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)大規(guī)模制造用于柔性觸摸屏的納米銀-PEDOT:PSS復(fù)合柔性透明電極[20];(c)基于碳納米管、石墨烯和金屬納米結(jié)構(gòu)的透明電極[21];(d)卷對(duì)卷式石墨烯透明電極[22]目前已研發(fā)的多種新型透明電極材料如圖1-2所示。透明電極在可見(jiàn)光源下,需要具有高透過(guò)率兼?zhèn)涓邔?dǎo)電率。其常用的量化標(biāo)準(zhǔn)為在550nm處,透過(guò)率為80%以上,透明電極的方阻為100Ω/sq以下,且滿(mǎn)足導(dǎo)電率為1000S/m以上。根據(jù)性能要求的不同,透明電極可被運(yùn)用于不同的光電器件中。如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、液晶顯示器(LCD)、太陽(yáng)能電池等器件對(duì)透明電極的導(dǎo)電率要求較高[7,12,23,24];而高方阻的透明電極常被應(yīng)用于觸控屏和柔性傳感器等器件中[1]。如果想要獲得性能優(yōu)異的透明電極,需要協(xié)調(diào)電極的厚度、方阻、導(dǎo)電率和透過(guò)率四個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。
榷?裕?鶚裟擅紫咄該鞅∧さ鬧票腹ひ占虻ィ?涫椅魯贍ぬ跫?氳腿鄣閎嶁?襯底具有良好的相容性,且薄膜具有高電導(dǎo)性與良好的柔性,可在顯示技術(shù)、綠色能源利用等重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域得到諸多應(yīng)用。1.2.2柔性復(fù)合透明電極材料然而,目前單一的柔性透明導(dǎo)電材料特性簡(jiǎn)單而局限,例如ITO結(jié)晶性能差,具有陶瓷的易脆性;碳納米管接觸電阻過(guò)大,影響導(dǎo)電薄膜的面電阻大;石墨烯薄膜制備時(shí)柔性基板需要較高溫度,導(dǎo)致成本高等。正因?yàn)楦鞣N單一材料的局限,無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)材料高性能的需求。因此,人們通過(guò)尋找多種材料的復(fù)合(如圖1-3),提高材料優(yōu)勢(shì)和實(shí)現(xiàn)多功能化應(yīng)用。圖1-3多種材料的復(fù)合制備柔性復(fù)合透明電極材料:(a)高度可拉伸的壓阻Cu-Ag-石墨烯電極應(yīng)變傳感器[37];(b)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格能源電極[19];(c)可拉伸的石墨烯復(fù)合電極的電致發(fā)光顯示器[38]如Yoo等[39]將石墨烯分散在PEDOT:PSS分散液中。改變石墨烯的含量并對(duì)復(fù)合墨水進(jìn)行優(yōu)化,制成的PEDOT:PSS-石墨烯復(fù)合薄膜電導(dǎo)率為637S/cm。相對(duì)于原始PEDOT:PSS薄膜,其導(dǎo)電性提高了41%。將此高導(dǎo)電性復(fù)合薄膜應(yīng)用于有機(jī)熱電器件,該器件的功率因數(shù)為45.7μW/mK2,比基于原始PEDOT:PSS透明電極的器件高93%。此外,高導(dǎo)電復(fù)合膜可用于無(wú)鉑染料敏化太陽(yáng)能電池
本文編號(hào):3214944
【文章來(lái)源】:五邑大學(xué)廣東省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
各類(lèi)新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)
五邑大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論2圖1-1透明電極材料1.2透明電極圖1-2各類(lèi)新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)大規(guī)模制造用于柔性觸摸屏的納米銀-PEDOT:PSS復(fù)合柔性透明電極[20];(c)基于碳納米管、石墨烯和金屬納米結(jié)構(gòu)的透明電極[21];(d)卷對(duì)卷式石墨烯透明電極[22]目前已研發(fā)的多種新型透明電極材料如圖1-2所示。透明電極在可見(jiàn)光源下,需要具有高透過(guò)率兼?zhèn)涓邔?dǎo)電率。其常用的量化標(biāo)準(zhǔn)為在550nm處,透過(guò)率為80%以上,透明電極的方阻為100Ω/sq以下,且滿(mǎn)足導(dǎo)電率為1000S/m以上。根據(jù)性能要求的不同,透明電極可被運(yùn)用于不同的光電器件中。如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、液晶顯示器(LCD)、太陽(yáng)能電池等器件對(duì)透明電極的導(dǎo)電率要求較高[7,12,23,24];而高方阻的透明電極常被應(yīng)用于觸控屏和柔性傳感器等器件中[1]。如果想要獲得性能優(yōu)異的透明電極,需要協(xié)調(diào)電極的厚度、方阻、導(dǎo)電率和透過(guò)率四個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。
榷?裕?鶚裟擅紫咄該鞅∧さ鬧票腹ひ占虻ィ?涫椅魯贍ぬ跫?氳腿鄣閎嶁?襯底具有良好的相容性,且薄膜具有高電導(dǎo)性與良好的柔性,可在顯示技術(shù)、綠色能源利用等重要的國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域得到諸多應(yīng)用。1.2.2柔性復(fù)合透明電極材料然而,目前單一的柔性透明導(dǎo)電材料特性簡(jiǎn)單而局限,例如ITO結(jié)晶性能差,具有陶瓷的易脆性;碳納米管接觸電阻過(guò)大,影響導(dǎo)電薄膜的面電阻大;石墨烯薄膜制備時(shí)柔性基板需要較高溫度,導(dǎo)致成本高等。正因?yàn)楦鞣N單一材料的局限,無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)材料高性能的需求。因此,人們通過(guò)尋找多種材料的復(fù)合(如圖1-3),提高材料優(yōu)勢(shì)和實(shí)現(xiàn)多功能化應(yīng)用。圖1-3多種材料的復(fù)合制備柔性復(fù)合透明電極材料:(a)高度可拉伸的壓阻Cu-Ag-石墨烯電極應(yīng)變傳感器[37];(b)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格能源電極[19];(c)可拉伸的石墨烯復(fù)合電極的電致發(fā)光顯示器[38]如Yoo等[39]將石墨烯分散在PEDOT:PSS分散液中。改變石墨烯的含量并對(duì)復(fù)合墨水進(jìn)行優(yōu)化,制成的PEDOT:PSS-石墨烯復(fù)合薄膜電導(dǎo)率為637S/cm。相對(duì)于原始PEDOT:PSS薄膜,其導(dǎo)電性提高了41%。將此高導(dǎo)電性復(fù)合薄膜應(yīng)用于有機(jī)熱電器件,該器件的功率因數(shù)為45.7μW/mK2,比基于原始PEDOT:PSS透明電極的器件高93%。此外,高導(dǎo)電復(fù)合膜可用于無(wú)鉑染料敏化太陽(yáng)能電池
本文編號(hào):3214944
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