針對當(dāng)前市場上主流透明導(dǎo)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(dǎo)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(jié)構(gòu)特征應(yīng)用至銀網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)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(dǎo)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(dāng)前各種材料的透明導(dǎo)電電極研究進(jìn)展及相應(yīng)的光電性能、制備方法和優(yōu)缺點,并介紹了當(dāng)前金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電電極的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展,還介紹了各種自然仿生結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電的研究現(xiàn)狀和性能,最后介紹了透明導(dǎo)電電極的性能指標(biāo)和評價辦法。(2)制備了一種光電性能優(yōu)異的葉脈仿生復(fù)合銀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)柔性透明導(dǎo)電電極,該電極實現(xiàn)了對葉脈網(wǎng)孔的進(jìn)一步填充,優(yōu)化了葉脈結(jié)構(gòu)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(dāng)前金屬銀網(wǎng)絡(luò)柔性透明導(dǎo)電電極中存在線寬和間距減小后會導(dǎo)致電阻增加的問題,而低線寬和低線距有益于金屬網(wǎng)絡(luò)電極在光伏器件中對電荷輸送和提取,本文將...

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)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(dǎo)電電極的制備材料
        1.2.1 透明導(dǎo)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(dǎo)電聚合物
        1.2.5 金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電電極
    1.3 自然仿生金屬網(wǎng)絡(luò)電極
        1.3.1 樹葉葉脈仿生結(jié)構(gòu)電極
        1.3.2 蜘蛛網(wǎng)仿生結(jié)構(gòu)電極
    1.4 透明導(dǎo)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(nèi)容及架構(gòu)
第二章 銀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)葉脈仿生復(fù)合柔性透明導(dǎo)電電極制備及其光電性能研究
    2.1 引言
    2.2 葉脈復(fù)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(xué)性能模型仿真
    2.3 透明導(dǎo)電電極的制備方法
        2.3.1 透明導(dǎo)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(shè)備
    2.4 透明導(dǎo)電電極的制備工藝
        2.4.1 葉脈網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)沉積
        2.4.4 葉脈銀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移
        2.4.5 龜裂銀網(wǎng)絡(luò)復(fù)合
    2.5 透明導(dǎo)電電極性能表征測試與分析
        2.5.1 葉脈復(fù)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(dǎo)電電極的器件應(yīng)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(jié)
第三章 仿葉脈分形密集銀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)柔性透明導(dǎo)電電極制備及其光電性能研究
    3.1 引言
    3.2 銀網(wǎng)絡(luò)電極的制備方法
        3.2.1 透明導(dǎo)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(shè)備
    3.3 透明導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)
        3.3.3 密集銀網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移及刮涂制備犧牲層
        3.3.4 濺射疊層銀網(wǎng)絡(luò)及去除犧牲層
    3.4 透明導(dǎo)電電極性能表征測試與分析
        3.4.1 透明導(dǎo)電電極的光電性能表征
        3.4.2 透明導(dǎo)電電極的機械性能表征
    本章小結(jié)
第四章 銀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)透明導(dǎo)電電極網(wǎng)絡(luò)電阻計算方法
    4.1 引言
    4.2 電阻網(wǎng)絡(luò)阻值的提取流程
    4.3 電阻網(wǎng)絡(luò)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(shù)標(biāo)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(dǎo)率測試
    4.5 基于基爾霍夫定律的金屬電阻網(wǎng)絡(luò)計算
        4.5.1 基爾霍夫定律變化的基本原理
        4.5.2 電阻網(wǎng)絡(luò)基本變化原理
        4.5.3 龜裂銀網(wǎng)絡(luò)電極的電阻網(wǎng)絡(luò)計算
    本章小結(jié)
第五章 仿根系銀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)柔性透明導(dǎo)電電極制備及其結(jié)合力性能研究
    5.1 引言
    5.2 透明導(dǎo)電電極的制備方法
        5.2.1 透明導(dǎo)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(shè)備
    5.3 透明導(dǎo)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(fù)制
        5.3.3 銀網(wǎng)絡(luò)生長
        5.3.4 制備襯底轉(zhuǎn)移層及銀網(wǎng)絡(luò)無損轉(zhuǎn)移
    5.4 透明導(dǎo)電電極性能表征測試與分析
        5.4.1 透明導(dǎo)電電極光電性能表征
        5.4.2 透明導(dǎo)電電極的機械性能表征
    5.5 透明導(dǎo)電電極的器件應(yīng)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(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：4040320