針對當前市場上主流透明導電電極氧化銦錫(ITO)中存在的柔韌性差、方阻較大、機械性能差以及成分有毒和原材料稀缺導致成本不段上升的問題,本文將植物葉脈和根系獨特的微結構特征應用至銀網絡透明導電電極中,制備了具有優(yōu)異光電性能和機械性能的柔性透明導電電極,本文具體研究工作主要包括以下幾方面:(1)首先系統(tǒng)介紹了當前各種材料的透明導電電極研究進展及相應的光電性能、制備方法和優(yōu)缺點,并介紹了當前金屬網絡透明導電電極的研究現狀和進展,還介紹了各種自然仿生結構的金屬網絡透明導電的研究現狀和性能,最后介紹了透明導電電極的性能指標和評價辦法。(2)制備了一種光電性能優(yōu)異的葉脈仿生復合銀網絡結構柔性透明導電電極,該電極實現了對葉脈網孔的進一步填充,優(yōu)化了葉脈結構中的電路傳輸路徑,降低了平均線寬(4.32μm)和線距(30.56μm)且具有優(yōu)異的綜合光電性能(透光率約75%,方阻約0.3Ω/sq),并基于該電極制備了最大變色范圍為66.76%的電致變色器件。(3)針對當前金屬銀網絡柔性透明導電電極中存在線寬和間距減小后會導致電阻增加的問題,而低線寬和低線距有益于金屬網絡電極在光伏器件中對電荷輸送和提取,本文將...

【文章頁數】：170 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 透明導電電極的制備材料
        1.2.1 透明導電氧化物
        1.2.2 金屬納米線
        1.2.3 碳納米管和石墨烯
        1.2.4 導電聚合物
        1.2.5 金屬網絡透明導電電極
    1.3 自然仿生金屬網絡電極
        1.3.1 樹葉葉脈仿生結構電極
        1.3.2 蜘蛛網仿生結構電極
    1.4 透明導電電極的性能
        1.4.1 綜合光電性能
        1.4.2 機械穩(wěn)定性能
    1.5 本文的主要研究內容及架構
第二章 銀網絡結構葉脈仿生復合柔性透明導電電極制備及其光電性能研究
    2.1 引言
    2.2 葉脈復合電極光電性能模型
        2.2.1 橫向電流輸運模型仿真
        2.2.2 縱向載流子收集模型計算
        2.2.3 光學性能模型仿真
    2.3 透明導電電極的制備方法
        2.3.1 透明導電電極的制備流程
        2.3.2 實驗所需藥品
        2.3.3 實驗所需設備
    2.4 透明導電電極的制備工藝
        2.4.1 葉脈網絡模板的提取
        2.4.2 光刻襯底的制備及葉脈模板光刻
        2.4.3 葉脈銀網絡沉積
        2.4.4 葉脈銀網絡轉移
        2.4.5 龜裂銀網絡復合
    2.5 透明導電電極性能表征測試與分析
        2.5.1 葉脈復合電極的光電性能表征
        2.5.2 綜合光電性能表征
        2.5.3 機械性能表征測試
        2.5.4 綜合性能對比測試實驗
    2.6 透明導電電極的器件應用
        2.6.1 電致變色器件制備方法
        2.6.2 電致變色器件性能表征
    本章小結
第三章 仿葉脈分形密集銀網絡結構柔性透明導電電極制備及其光電性能研究
    3.1 引言
    3.2 銀網絡電極的制備方法
        3.2.1 透明導電電極的制備流程
        3.2.2 實驗所需藥品
        3.2.3 實驗所需設備
    3.3 透明導電電極的制備過程
        3.3.1 旋涂制備犧牲層
        3.3.2 濺射密集銀網絡
        3.3.3 密集銀網絡轉移及刮涂制備犧牲層
        3.3.4 濺射疊層銀網絡及去除犧牲層
    3.4 透明導電電極性能表征測試與分析
        3.4.1 透明導電電極的光電性能表征
        3.4.2 透明導電電極的機械性能表征
    本章小結
第四章 銀網絡結構透明導電電極網絡電阻計算方法
    4.1 引言
    4.2 電阻網絡阻值的提取流程
    4.3 電阻網絡阻值的提取方法
        4.3.1 圖像輸入及圖像濾波
        4.3.2 自動閾值分割
        4.3.3 中心線提取及電阻連接點提取
        4.3.4 電阻分離及電阻參數標注
    4.4 銀薄膜的形貌及電阻率測試分析
        4.4.1 銀薄膜形貌分析
        4.4.2 銀薄膜電導率測試
    4.5 基于基爾霍夫定律的金屬電阻網絡計算
        4.5.1 基爾霍夫定律變化的基本原理
        4.5.2 電阻網絡基本變化原理
        4.5.3 龜裂銀網絡電極的電阻網絡計算
    本章小結
第五章 仿根系銀網絡結構柔性透明導電電極制備及其結合力性能研究
    5.1 引言
    5.2 透明導電電極的制備方法
        5.2.1 透明導電電極的制備流程
        5.2.2 實驗所需藥品
        5.2.3 實驗所需設備
    5.3 透明導電電極的制備
        5.3.1 制備覆蓋層以及犧牲層
        5.3.2 龜裂模板復制
        5.3.3 銀網絡生長
        5.3.4 制備襯底轉移層及銀網絡無損轉移
    5.4 透明導電電極性能表征測試與分析
        5.4.1 透明導電電極光電性能表征
        5.4.2 透明導電電極的機械性能表征
    5.5 透明導電電極的器件應用
        5.5.1 透明加熱器溫升曲線測試
        5.5.2 透明加熱器紅外線測試
    本章小結
結論與展望
參考文獻
附錄
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：4040320