聚酰亚胺柔性基底红外隔热和保护膜的制备及性能分析

针对聚酰亚胺具有抗高温、易弯折可贴敷、良好的机械延展性和拉伸强度等特性,在125μm厚的柔性聚酰亚胺材料上制备红外隔热和保护膜.在制备过程中,通过对离子源的能量调控可提高柔性基底表面膜层的附着力,根据最小二乘法原理构建薄膜材料光学常数和温度间的关系式,以解决温度变化对薄膜光学性能的影响.在类金刚石薄膜沉积中,采用预热处理法以解决柔性基底变形导致膜厚均匀性较差的问题.红外光谱检测和分析表明,在聚酰亚胺基底上制备的红外隔热薄膜满足使用要求.

基于聚酰亚胺的柔性湿度传感器制备及研究

文中以聚酰胺酸(PAA)为前驱体,通过热处理工艺可得聚酰亚胺(PI)薄膜,添加氧化石墨烯(GO)合成PI/GO复合薄膜及后续电极制备得到基于聚酰亚胺的平行板电容式柔性湿度传感器。在此基础上深入研究了叉指电极式和平行板式构型、PAA旋涂转速、PAA酰亚胺化温度、GO喷涂量对湿度传感器性能的影响,最终得到的湿度传感器具有良好重复性、快速的响应恢复时间,最大湿滞仅为3.8%RH,且具有优异的柔性性能,在可穿戴柔性电子器件领域具有广泛的应用前景。

柔性聚酰亚胺(PI)衬底上ITO薄膜的生长及其透明导电性能影响机制研究

采用直流磁控溅射法在聚酰亚胺(PI)柔性衬底上生长氧化铟锡(ITO)薄膜,采用XP-2探针台阶仪、X射线衍射(XRD)、霍尔测试仪、紫外-可见分光光度计等对ITO薄膜进行结构和光电性能表征。结果表明溅射功率和沉积气压是影响磁控溅射法生长ITO薄膜透明导电性能的主要因素,实验系统研究了溅射功率和沉积气压对ITO薄膜透明导电性能的影响机制。在优化的工艺条件下(溅射功率100W和沉积气压0.4Pa),制备了在可见光区平均透射率达86%、电阻率为3.1×10-4Ω.cm的光电性能优良的ITO透明导电薄膜。

溶胶-凝胶法在聚酰亚胺衬底上制备c轴取向ZnO薄膜

通过溶胶-凝胶工艺,采用两步加热法在聚酰亚胺表面制备了具有c轴取向的ZnO薄膜.通过差式扫描量热-热重分析(DSC-TGA)得出最佳的前热处理温度和后热处理温度分别为300和390℃.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体取向和表面形貌进行了分析,描述了ZnO薄膜在聚酰亚胺上的生长过程.拉伸实验结果表明,ZnO薄膜与聚酰亚胺衬底有较强的附着力.

聚酰亚胺衬底掺Sb的SnO_2透明导电膜的制备

用射频磁控溅射法在聚酰亚胺衬底上制备出了相对透过率为80%左右、最小电阻率为3.710-3 W·cm、附着良好的SnO2∶Sb透明导电膜。 靶材中Sb2O3的最佳掺杂量为6%(质量分数),最佳溅射压强为1 Pa(90%Ar+10%O2)。制备的样品为多晶薄膜,并且保持了二氧化锡的金红石结构,具有明显的[110]的趋向。并讨论了薄膜的结构和光电特性随衬底温度的变化。

在聚酰亚胺衬底上低温制备超薄热敏铂膜的研究

通过在聚合物衬底上制备热敏薄膜可以实现非平、屈曲物体表面温度的实时监控和测量。利用脉冲激光沉积技术在聚酰亚胺衬底上低温(250℃左右)制备了超薄铂热敏薄膜,其室温下的电阻温度系数为1.01×10-3/K。通过增加ZnO过渡层,可使铂薄膜的电阻温度系数增大为1.55×10-3/K。

柔性透明ITO导电聚酰亚胺薄膜的制备及光电性能

采用透明聚酰亚胺薄膜作为柔性衬底材料,通过射频磁控溅射法制备了不同氧化铟锡(ITO)厚度的柔性透明导电聚酰亚胺薄膜。对导电聚酰亚胺薄膜的透光率、方块电阻、禁带宽度、结晶结构及表面形貌等进行表征分析,系统研究了ITO厚度的影响规律。结果表明,柔性透明导电聚酰亚胺薄膜具有优异的表面平整性和柔韧性;ITO沉积厚度和生长机制会对导电薄膜的光电性能和结构形貌产生重要影响,且透光和导电性与结晶、表面形貌的变化密切相关。当ITO厚度为180 nm时,导电聚酰亚胺薄膜在550 nm的透过率为87.4%,方块电阻低至14.3 kΩ/□。研究结果对制备光电性能优良的柔性电极材料具有重要意义。

PI衬底柔性透明硅薄膜太阳能电池的制备及性能

利用硬质玻璃为载板，采用传统硅薄膜太阳能电池生产设备，在聚酰亚胺（PI）塑料薄膜衬底上沉积了B掺杂的ZnO（BZO）薄膜，并以此作为前电极制备了单节电池结构及多节串联一体结构的非晶硅（a-Si）太阳能电池；研究了PI衬底上BZO薄膜的光学及电学性能。结果表明，PI衬底上沉积BZO薄膜后在300~1200 nm波长范围的透光率为76.63%，方块电阻19.7Ω/□。所制备的单节和多节串联一体结构的a-Si薄膜太阳能电池的转化效率分别达到6.45%和5.1%，封装后电池组件具有一定的透光性，透光率约达到30.2%。

基于PI衬底的柔性MEMS电容式触觉力传感器设计与制作

论述了一种可应用于机器人或医学修补技术的触觉传感器及其在旋涂的柔性聚酰亚胺衬底的新制作方法。该传感器是由多层无机和有机薄膜组成的柔性薄膜结构。结合传感器结构特点及各结构层材料的加工性能,进行工艺优化整合。尤其首次在载体硅片与PI衬底之间引进PDMS分离层,使得柔性器件的分离工艺大大简化。最后得到一种简单、低廉且与常规MEMS技术兼容的工艺。所制的传感器结构轻薄,可挠性好,且能贴附在任意形状的物体表面同时实现法向力和切向力的测量。

超薄聚酰亚胺薄膜研究与应用进展

从制备工艺、应用进展以及发展趋势等方面综述超薄型聚酰亚胺薄膜近年来基础研究与应用的发展情况,着重介绍了超薄型聚酰亚胺薄膜在空间以及微电子领域的应用。最后,结合中国科学院化学研究所在超薄型聚酰亚胺薄膜领域内的研究进展,对发展我国的超薄型聚酰亚胺薄膜产业提出了建议。

可溶性聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联法对纳米SiO_(2)粒子的表面进行修饰改性,之后与可溶性聚酰亚胺溶液混合,并经高速机械搅拌与球磨分散工艺,制备了不同掺杂量的柔性聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜。结果表明:随着SiO_(2)掺杂量的提高,复合薄膜的热尺寸稳定性、折射率、介电性能显著改善,同时在可见光区保持有较高透光率、较低浊度以及良好力学性能。改性后的纳米SiO_(2)粒子与聚酰亚胺基体有良好的界面相容性,高效混合工艺进一步提高了纳米粒子的分散性,所制备的聚酰亚胺/纳米SiO_(2)复合薄膜可作为柔性衬底材料应用于穿戴电化学传感器。

柔性透明导电膜衬底材料的研究进展

综述了柔性透明导电膜材料的应用以及可用作柔性透明导电膜衬底材料的种类、存在的问题和可行的解决方法。介绍了柔性透明导电膜材料的优点、应用和国内外研究现状。重点介绍了可用作柔性透明导电膜衬底的聚合物材料—聚酰亚胺和聚酯,分析了各自的特点。通过分析柔性衬底存在的不足,寻求可行的解决方法,使柔性衬底可以更好地满足导电膜对衬底材料的要求,为柔性衬底材料的设计提供依据。

化学水浴法制备柔性衬底的ZnO纳米棒阵列

利用化学水浴法在预先制备的聚酰亚胺(PI)/ZnO薄膜衬底上生长ZnO纳米棒阵列。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对ZnO纳米棒阵列进行表征。考察衬底的性质、反应溶液的浓度、反应温度和反应时间对ZnO纳米棒阵列的影响。结果表明:c轴取向生长的ZnO薄膜衬底有助于形成六棱柱形ZnO纳米棒晶体。水溶液环境中生长的ZnO纳米棒晶体长径比受到反应溶液浓度和温度的影响。ZnO生长初期c轴方向生长速度较快,经过一段时间后纳米棒的直径开始增大,并且能和周围的纳米棒晶体融合生长形成更大的纳米棒晶体。

在不同柔性衬底上制备太阳电池的研究

简单介绍柔性太阳电池的优点及其应用前景,在室温下采用磁控溅射的方法在不同柔性衬底上制备太阳电池薄膜,主要研究聚酰亚胺(Pi)、不锈钢(SS)、铝(Al)三种基底材料对太阳电池薄膜的影响。通过对其结构进行表征,分析得出其结构的变化,综合分析得出柔性电池的发展前景非常好。另外柔性衬底在柔性显示屏方面的应用前景也很好。

基于铂电极MEMS平台图案化的柔性葡萄糖传感器制备研究

随着柔性电子技术在医疗领域的快速发展,人体葡萄糖浓度监测生物传感器的柔性化已成为提高其应用优势的必要手段.结合磁控溅射方法与微机电系统加工技术,在聚酰亚胺基底上设计和制备了铂基柔性可穿戴葡萄糖-温度传感器.检测线性范围为1.9μmol·L^(-1)~1.055mmol·L^(-1),最低检测限为1.8μmol·L^(-1).所制备的柔性葡萄糖传感器在人体汗液葡萄糖监测中表现出优异的响应跟随性.

掺Na制备柔性聚酰亚胺衬底CIGS薄膜太阳电池

研究了Na掺入对低温沉积柔性聚酰亚胺(PI)衬底Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜的结构和电学特性影响。研究结果表明:Na元素的掺入使Ga元素的扩散受到了阻滞,但对CIGS薄膜晶粒尺寸没有明显的影响,少量的Na可提高CIGS薄膜的载流子浓度和降低电阻率;Na的掺入可明显提高CIGS薄膜太阳电池的器件特性,通过优化掺Na工艺,制备的柔性PI衬底—CIGS薄膜太阳电池的最高转换效率达到10.4%。

聚酰亚胺衬底柔性硅基薄膜太阳电池——高比功率新型能源器件

太阳电池是一种利用光生伏特效应将太阳能直接转换为电能的半导体器件，很容易实现并网发电或作为独立供电能源。太阳电池发电具有许多优点，如安全可靠、无污染、无消耗、无机械转动部件、故障率低、维护方便、可以无人值守、规模大小随意、可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是常规发电系统所不及的。

玻璃和聚酰亚胺衬底上磁控溅射沉积的ZnO:Al透明导电膜的结构、电学和光学性能(英文)

利用射频磁控溅射方法在玻璃和聚酰亚胺膜(PI)衬底上沉积了氧化铝质量分数为2%的掺铝氧化锌透明导电薄膜(ZnO∶Al)。系统地研究了不同衬底材料对薄膜的结构、电学以及光学性能的影响。分析表明,衬底材料对薄膜的结晶性和电学性能有较大的影响,对可见光透射率却影响不大。X射线衍射(XRD)分析得出所有的ZnO∶Al具有良好的c轴择优取向性,在可见光区(400～800nm)两种衬底上的薄膜都达到了85%的透射率。玻璃衬底上的薄膜呈现出更强的(002)衍射峰及相对更小的半峰全宽(FWHM),薄膜电阻率达到了2.352×10-4Ω.cm。电镜分析表明,相对于PI上的ZnO∶Al膜,玻璃上ZnO∶Al膜表面有更致密的微观结构及更大的晶粒尺寸。PI衬底上的ZnO∶Al膜也有相对较好的电、光学性能,其中电阻率达到了6.336×10-4Ω.cm,而且由于PI衬底柔性可弯曲,使得它适于在柔性太阳电池和柔性液晶显示中做窗口层材料及透明导电电极。玻璃上的ZnO∶Al膜则可应用在平板显示和太阳电池技术中。

基于ZnO/PI结构的柔性SAW器件有限元仿真研究

柔性电子的发展使微机电系统对柔韧性和延展性的需求日益增加,我们提出了一种基于ZnO和聚酰亚胺叠层结构的声表面波(SAW)器件。该文采用COMSOL软件对该结构的SAW器件进行二维有限元仿真分析,得到了器件阻抗随频率变化的特性,以及直观的谐振频率下粒子位移特性,并分析了不同ZnO厚度对瑞利波的频率和相速度的影响。为验证仿真的准确性,我们采用磁控溅射工艺和紫外光刻机制备了三组柔性SAW器件,其波长均为16μm,ZnO厚分别为1.2μm、2.3μm和4μm,器件的实测结果与仿真数据进行了比较。结果表明,制备的SAW器件特性与仿真结果具有很好的一致性,且仿真和实验都验证了随着ZnO厚度的增加,等效声速和谐振频率增大的结论。

用于电流测量的柔性基底磁通门传感器

得益于可折叠弯曲的特性,在柔性基底上制备的磁通门传感器近年来得到人们的关注。在用于电流测量时,柔性结构可以在不断开电流导体的情况下,通过打开-闭合方式将导体包裹在铁芯中间,提高测量效率。然而,磁通门中的核心部件——铁芯,在弯曲之后会展现出不同的磁特性,进而影响磁通门性能。本文采用钴基非晶带材作为磁通门铁芯,研究了一种可用于电流测量的柔性磁通门制备方法,通过仿真和实物测量两种方式研究了铁芯弯曲与否对柔性磁通门性能的影响。结果表明,这种采用钴基非晶带材作为铁芯的柔性磁通门传感器展现出了非常优异的性能。其弯曲成环形之后,退磁效应下降带来的积极影响远大于铁芯磁性能下降带来的消极影响,其灵敏度不但未下降反而有大幅提高。将传感器多次弯曲后,其灵敏度和线性范围没有大的变化。因此,这种可弯曲的柔性基底磁通门适用于电流测量。