發(fā)布時間：2020-04-09 02:45

【摘要】：銀納米線(silver nanowires,Ag NWs)作為一維無機金屬納米材料,不但具備杰出的導(dǎo)電性能,并且因為其表現(xiàn)出的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)而具備獨特的物理、化學(xué)和生物學(xué)等特性,在光電、催化、生物、傳感等領(lǐng)域引起研究者們的普遍關(guān)注。同時,由于Ag NWs優(yōu)異的導(dǎo)電性和機械性,使用其為原料制備的透明電極(Transparent Conducting Electrodes,TCEs)不僅具有良好的導(dǎo)電性、透光性,還具有良好的柔性,被看作是最有希望取代傳統(tǒng)硬質(zhì)銦錫氧化物(Indium Tin Oxides,ITO)透明電極的材料。Ag NWs透明電極的優(yōu)異性能依賴于Ag NWs本身的形貌、結(jié)構(gòu)和尺寸等參數(shù)以及基底材料,因此Ag NWs的可控合成技術(shù)及電極的制備研究就成為其實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的必經(jīng)之路。本文采用多元醇法合成Ag NWs,探究了Ag NWs的生長過程以及生長機制,同時探討了不同制備工藝參數(shù)對Ag NWs合成的影響,包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)與AgNO_3的摩爾濃度比、PtCl_2溶液的體積、PVP的分子量、時間和溫度等參數(shù),在優(yōu)化制備參數(shù)的同時實現(xiàn)Ag NWs的可控合成,得到了在乙二醇的反應(yīng)體系下只利用簡單工藝設(shè)備低成本制備Ag NWs的最佳實驗方案。然后,本文對實驗中合成產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu)等做了全面詳細的表征,進而探究得出產(chǎn)物為面心立方的金屬銀,結(jié)晶度高且形貌尺寸均一。按最佳方案進行放大實驗,同樣得到了形貌良好、尺寸均勻的Ag NWs,說明該方案的穩(wěn)定性好、可重復(fù)性高,可應(yīng)用于Ag NWs的商業(yè)化生產(chǎn)。本文用制得的Ag NWs配制導(dǎo)電溶液,分別通過直接表面涂布和振蕩沉降的方法,制備了以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和圖案化網(wǎng)格玻璃為基底的Ag NWs透明電極。對于Ag NWs-PET薄膜電極,這里探討了Ag NWs分散液的濃度對薄膜光電性能的影響,結(jié)果表明Ag NWs分散液的濃度越大,電極的導(dǎo)電性越好而透光性越差,反之則反。同時,本文對各電極樣品進行彎曲實驗,結(jié)果表明該方法制備的薄膜電極在連續(xù)彎曲下穩(wěn)定性較好;對于Ag NWs-網(wǎng)格玻璃電極,這里針對Ag NWs-PET薄膜電極無法實現(xiàn)平衡的情況,使用直徑相差較大的兩種Ag NWs填充不同規(guī)格的基底溝槽,結(jié)果表明采用溝槽寬度小,Ag NWs直徑小的電極的光電綜合性能較好。最后,這里用PET基底的Ag NWs電極制備了有機太陽能電池器件(Organic Solar Cell,OSC),器件的能量轉(zhuǎn)換效率為1.01%;用網(wǎng)格基底的Ag NWs電極制備了薄膜電路。兩種應(yīng)用均表明,Ag NWs在基底上較差的粘附力以及較高的粗糙度成為制約其應(yīng)用的最大障礙,若能進一步增強粘附力并降低粗糙度,則有望實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。
【圖文】：

該方法被深入研究并成功合成了多種納米材料，如已經(jīng)成為能夠大規(guī)模、高質(zhì)量制備 AgNWs 最成功種多元醇加熱產(chǎn)生具有還原性的物質(zhì)繼而使金屬質(zhì)，該過程簡單易控制、產(chǎn)物純凈并且反應(yīng)在密閉質(zhì)的揮發(fā)。通常，制備 Ag NWs 是在高溫油浴下防止銀納米顆粒的聚集，然后再結(jié)合晶種，用還原線。在 2002 年，Xia 等首次采用多元醇法并在 16以乙二醇作為溶劑及還原劑將前驅(qū)體 AgNO3還原質(zhì)，制得的 Ag NWs 形貌良好、尺寸均一，并可s 的合成，圖 1-1 為設(shè)備圖[33-36]。在該反應(yīng)中，一核的過程中，只需在反應(yīng)溶液中繼續(xù)添加銀鹽，不出 AgNWs。另外，乙二醇是多元醇法中經(jīng)常使用溶解多種無機鹽和有機高分子材料；PVP 是多元應(yīng)中能夠選擇性吸附在銀納米顆粒晶體的不同晶納米顆粒朝著特定的方向生長，最終生成一維 A

第一章 緒論（5）噴涂法噴涂法利用壓縮空氣并使其在噴嘴處形成負壓，繼而將導(dǎo)管中的溶液成霧狀噴出，霧狀液滴互相堆疊形成薄膜，其均勻性決定于液滴的落點位置以及液滴在攤開后形成的液餅的厚度。噴涂法對大面積成膜非常有利且材料利用率高，但是噴液的配置以及噴出氣流的控制至關(guān)重要。Krantz等將Ag NWs噴涂在PEDOT:PSS上制備電極并應(yīng)用于太陽能電池，當(dāng)透過率為85%時方阻為7Ωsq-1，器件實現(xiàn)半透明并且效率超過2.0%[67]。（6）溶液法溶液法制備透明電極是借助基底圖案化工藝將導(dǎo)電分散液灌裝入溝槽的方法，通常配合的工藝還有光刻等。這種方法的優(yōu)點是可以自由定制所需的電極圖案，并且通過調(diào)整圖案可以實現(xiàn)對透明電極透光性及導(dǎo)電性的控制，但是該方法的成本偏高。另外，如圖1-3中，Sciacca等利用溶液法并成功實現(xiàn)銀納米顆粒的定向堆疊形成線狀導(dǎo)電通路，從而制備出網(wǎng)格狀陣列Ag NWs透明電極[68]。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O614.122;TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王之哲;新型有機太陽能電池中銀薄膜電極研究與應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號：2620177