銀納米線/PEDOT:PSS復合透明電極的構筑、性能研究及應用
發(fā)布時間:2021-06-06 18:48
在透明柔性電子設備快速發(fā)展的同時,人們對其電極的高透明性、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)過程中,人們常通過開發(fā)電極材料和設計材料微觀結構來實現(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(Ag NWs)的復合導電油墨構筑了可應用于不同光電器件的透明電極,并對其性能及應用展開了系列研究,研究內(nèi)容具體包括以下兩個方面:(1)利用絲網(wǎng)印刷技術在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板上制備PEDOT:PSS和Ag NWs的復合有序網(wǎng)格。以光電性能優(yōu)異的六邊形和正方形規(guī)則圖案為研究對象,研究復合導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)對復合薄膜光電性能的影響。當網(wǎng)孔目數(shù)為200時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質量比的降低,印刷網(wǎng)格的透過率和電阻均降低。當印刷層數(shù)為1時,六邊形網(wǎng)格的透過率和電阻分別為85.6%和2.23 kΩ,而正方形網(wǎng)格的透過率和電阻分別為77.3%和8.78kΩ。這表明正方形網(wǎng)格更緊湊的排布方式會降低電極的...
【文章來源】:五邑大學廣東省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
各類新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)
五邑大學碩士學位論文第一章緒論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復合柔性透明電極[20];(c)基于碳納米管、石墨烯和金屬納米結構的透明電極[21];(d)卷對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。透明電極在可見光源下,需要具有高透過率兼?zhèn)涓邔щ娐。其常用的量化標準為?50nm處,透過率為80%以上,透明電極的方阻為100Ω/sq以下,且滿足導電率為1000S/m以上。根據(jù)性能要求的不同,透明電極可被運用于不同的光電器件中。如有機發(fā)光二極管(OLED)、液晶顯示器(LCD)、太陽能電池等器件對透明電極的導電率要求較高[7,12,23,24];而高方阻的透明電極常被應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)調電極的厚度、方阻、導電率和透過率四個參數(shù)之間的關系。
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,且薄膜具有高電導性與良好的柔性,可在顯示技術、綠色能源利用等重要的國民經(jīng)濟領域得到諸多應用。1.2.2柔性復合透明電極材料然而,目前單一的柔性透明導電材料特性簡單而局限,例如ITO結晶性能差,具有陶瓷的易脆性;碳納米管接觸電阻過大,影響導電薄膜的面電阻大;石墨烯薄膜制備時柔性基板需要較高溫度,導致成本高等。正因為各種單一材料的局限,無法滿足人們對材料高性能的需求。因此,人們通過尋找多種材料的復合(如圖1-3),提高材料優(yōu)勢和實現(xiàn)多功能化應用。圖1-3多種材料的復合制備柔性復合透明電極材料:(a)高度可拉伸的壓阻Cu-Ag-石墨烯電極應變傳感器[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復合墨水進行優(yōu)化,制成的PEDOT:PSS-石墨烯復合薄膜電導率為637S/cm。相對于原始PEDOT:PSS薄膜,其導電性提高了41%。將此高導電性復合薄膜應用于有機熱電器件,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,高導電復合膜可用于無鉑染料敏化太陽能電池
本文編號:3214944
【文章來源】:五邑大學廣東省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
各類新型透明電極:(a)噴墨打印PEDOT:PSS/Ag網(wǎng)格透明電極[19];(b)
五邑大學碩士學位論文第一章緒論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復合柔性透明電極[20];(c)基于碳納米管、石墨烯和金屬納米結構的透明電極[21];(d)卷對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。透明電極在可見光源下,需要具有高透過率兼?zhèn)涓邔щ娐。其常用的量化標準為?50nm處,透過率為80%以上,透明電極的方阻為100Ω/sq以下,且滿足導電率為1000S/m以上。根據(jù)性能要求的不同,透明電極可被運用于不同的光電器件中。如有機發(fā)光二極管(OLED)、液晶顯示器(LCD)、太陽能電池等器件對透明電極的導電率要求較高[7,12,23,24];而高方阻的透明電極常被應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)調電極的厚度、方阻、導電率和透過率四個參數(shù)之間的關系。
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,且薄膜具有高電導性與良好的柔性,可在顯示技術、綠色能源利用等重要的國民經(jīng)濟領域得到諸多應用。1.2.2柔性復合透明電極材料然而,目前單一的柔性透明導電材料特性簡單而局限,例如ITO結晶性能差,具有陶瓷的易脆性;碳納米管接觸電阻過大,影響導電薄膜的面電阻大;石墨烯薄膜制備時柔性基板需要較高溫度,導致成本高等。正因為各種單一材料的局限,無法滿足人們對材料高性能的需求。因此,人們通過尋找多種材料的復合(如圖1-3),提高材料優(yōu)勢和實現(xiàn)多功能化應用。圖1-3多種材料的復合制備柔性復合透明電極材料:(a)高度可拉伸的壓阻Cu-Ag-石墨烯電極應變傳感器[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復合墨水進行優(yōu)化,制成的PEDOT:PSS-石墨烯復合薄膜電導率為637S/cm。相對于原始PEDOT:PSS薄膜,其導電性提高了41%。將此高導電性復合薄膜應用于有機熱電器件,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,高導電復合膜可用于無鉑染料敏化太陽能電池
本文編號:3214944
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