铜纳米线基透明电极研究现状及展望

随着电子设备的迅速发展,透明电极的需求量日益增加。这是因为透明电极在光电器件、触摸屏、柔性显示器等领域得到了广泛应用,作为这些设备中的重要组成部分,不仅要具备优异的光透过率,更要具备良好的导电性能和机械稳定性。如氧化铟锡(ITO)传统的透明电极材料,虽然具有较高的光透过率和良好的导电性能,但成本高昂、脆性大和导电性能易受影响等问题仍然限制了其在一些应用领域的发展。基于此,使得寻找具有低成本、高柔性和稳定导电性能的替代材料成为了当前研究的热点之一。

金属纳米线透明导电电极应用于钙钛矿太阳能电池的研究进展

对金属纳米线作为透明导电电极材料的优势及该电极应用于钙钛矿太阳能电池领域所取得的成果进行了综述;重点介绍了银纳米线(AgNW)和铜纳米线(CuNW)的合成方法与透明导电电极的沉积方法,以及金属纳米线透明导电电极对于钙钛矿太阳能电池的光电转换效率等光电性能的影响,并综述了两种金属纳米线材料在导电性、稳定性、抗弯折性以及抗氧化性等方面所存在的局限与改进方法;总结了近年来金属纳米线透明导电电极的研究进展及其在钙钛矿太阳能电池透明导电电极领域的研究成果。最后,对于金属纳米线透明导电电极所具备的优势和所面临的挑战进行了总结,并对该领域的未来发展趋势进行了展望。

柔性透明纳米发电机的电极材料研究现状

柔性透明纳米发电机可收获生活中的多种能量,如机械能、热能等,并且具有良好的透光性和柔性,可以适应生活中遇到的复杂环境,在低功耗便携式设备,自供能电子系统和植入式传感器等领域有巨大的应用前景。系统的综述国内外关于柔性透明纳米发电机的研究现状,阐述纳米发电机的分类及工作原理,重点讨论分析了氧化铟锡(ITO)、碳纳米管、石墨烯等3种不同电极材料的柔性透明纳米发电机的输出特性以及存在的问题,并且针对这些问题,预测了未来柔性透明纳米发电机的发展应致力于在改善现有透明电极材料的性能的同时,优化器件结构设计,实现柔性透明纳米发电机的发电性能的提升,并且继续改进制备工艺,实现纳米发电机的集成化,以便柔性透明纳米发电机投入实际应用。

高性能柔性金属网薄膜透明电极的研究进展

透明导电电极是各种电子器件,包括触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池等重要组成部分。在光电器件领域中无论是在产业应用还是基础研究方面,都到了升级换代的关键时刻。金属网透明电极不仅具备了优异的光电特性,而且具有较好的柔韧性,是目前ITO电极在柔性器件中应用的有利替代品。本文主要集中总结了国内外在金属网结构透明电极的制备、性能及应用研究。在使用溶液法制备银纳米线透明电极中如何减小线与线接触电阻、利用模板法制备连续完整的网状电极等是本研究报告的重点。在透过率和面电阻方面,金属网电极相比于商业ITO薄膜更为优异;且金属网作为光电器件中的透明电极时,器件可表现出优异的弯曲机械性甚至可拉伸性。

静电纺丝辅助制备高品质因子Cu纳米线网络柔性透明电极

柔性透明电极的制备是制约柔性电子器件发展和应用的关键技术之一。通过静电纺丝聚丙烯腈(PAN)亚微米纤维作为掩模成功制备出高品质因子的Cu纳米线(NW)网络柔性透明电极。首先优化推注速度、外加电压、前驱液浓度、固化距离等静电纺丝条件,制备了分布均匀的PAN亚微米纤维。然后优化腐蚀溶液浓度,刻蚀后得到光滑连续、高品质因子的Cu NW网络柔性透明电极。最后对柔性透明电极的光电性能和机械弯曲性能进行分析和讨论。研究结果表明:静电纺丝辅助制备的Cu NW网络柔性透明电极具有优异的光电性能和机械弯曲性能,透射率高于84%,平均方块电阻仅为12Ω/□,品质因子可达到1.46×10^(-2)(Ω/□)^(-1)。Cu NW网络柔性透明电极在弯曲半径10 mm下弯曲5000次,方块电阻增加量仅为氧化铟锡(ITO)柔性电极方块电阻增加量的4%。静电纺丝辅助制备的Cu NW网络柔性透明电极对柔性可穿戴电子产品的制备和研发具有重要的参考意义。

基于喷墨打印技术柔性透明网格电极的研制

透明网格电极作为传统In_2O_3:Sn薄膜最主要的替代材料之一,受到人们广泛的关注。尤其结合喷墨打印工艺制备透明金属网格电极,具有制备工艺简单,环境友好,制备成本低、衬底选择性好,可柔性加工等优点。满足光电器件对透明电极的需求。本论文针对透明网格电极的研制,对金属网格电极的工作的原理、金属网格电极类别、喷墨打印技术制备透明网格电极的方法进行了介绍,最后对喷墨打印技术制备柔性透明网格电极的要求进行了探讨。

银纳米线柔性可见光透明电极的制备与研究(特邀)

为了解决银纳米线受限于高温焊接工艺和物理焊接效率在柔性透明材料应用上存在瓶颈的问题,结合飞秒激光纳米焊接工艺制备了银纳米线/PMMA/PDMS柔性在可见波段透明的电极,通过对不同激光波长与不同银纳米线交叉角度间的相互作用进行数值模拟,摸索了激光焊接辐照强度以及银纳米线沉积密度的最佳工艺参数。研究结果表明,辐照银纳米线网络的激光波长选取为600 nm,激光功率选取为160 mW,辐照时间为25 s,银纳米线的沉积密度为167.85 mg/cm^(2)时,获得最高的品质因数,对应的薄膜方块电阻值为12.72Ω/sq,在波长550 nm处的透射率为82.41%,表现出优异的光电性能;在220次弯折循环和70次粘贴测试中,所制备柔性透明电极的方块电阻保持稳定,表现出良好的机械稳定性。

基于银纳米线透明电极制备柔性电致变色器件

透光率可调节的电致变色(EC)器件在光电子领域有着巨大的应用潜力。目前绝大多数电致变色器件都是基于氧化铟锡(ITO)透明电极和无机氧化钨(WO3)电致变色材料,机械柔性较差。本文采用多元醇法合成的银纳米线(AgNWs),有机电致变色材料(P3HT)和(PEDOT∶PSS)替代ITO与WO_(3)制备柔性EC器件,并利用高透光率的ZnO涂层增强AgNWs与柔性基底的粘附性,以及改善AgNWs之间的节点接触从而优化AgNWs网格的相互连接,使得AgNWs柔性透明电极的表面电阻由69.9Ω/□减小为45.8Ω/□。另外通过在PVA水溶液中掺入LiBF_(4)进行冷冻,得到离子导电率为1.53×10^(-2) S/cm的凝胶电解质,利用该高导电率的凝胶电解质充当对电极层简化EC器件,使得EC器件整体具有更高的透光率,制备出最大光调制范围为37.8%的PEDOT∶PSS EC器件和最大光调制范围为17.7%的P3HT EC器件。最后利用中国传统毛笔书写和大面积丝网印刷的方式制备个性化图案的PEDOT∶PSS EC器件,具有很好的显示效果。

NiCoS基柔性透明储能电极的制备及其电化学性能

过渡金属硫化物由于出色的电导率、丰富的活性位点以及多组分的协同效应,是一种理想的电化学储能电极材料。采用简单的电沉积法在氧化铟锡(ITO)衬底表面制备了NiCoS基柔性透明储能电极,研究了NiCo组分对电极的表面形貌、元素组成、电化学性能和透过率等性能参数的影响规律。结果表明,优化的NiCoS基电极在0.05 mA/cm^(2)的电流密度下具有50.2 mF/cm^(2)的面积比电容,1 000次循环后具有良好的循环稳定性和117.71%的比电容保持率。NiCoS基电极作为一种柔性透明的电极,其在波长为550 nm处的透过率为69.70%,表明NiCoS基电极在柔性透明储能器件中具有较大的应用潜力。

科学家研制出高性能铜网格柔性透明电极

近日,中科院院士、中科院理化技术所研究员江雷团队与兰州大学教授柳明珠合作,报道了一种具有高稳定性和优异光电性能的铜网格柔性透明电极。相关成果发表于《应用材料和界面》。基于铜的柔性透明电极因价格低廉、性能优异,在柔性电子领域具有广阔的应用前景。已报道的铜基柔性透明电极主要是基于铜纳米线网络和铜网格的透明电极,在实际应用中面临两个主要难题：一是制备过程比较复杂,不利于大规模生产;二是微纳尺度的铜极易被氧化,降低材料的导电性能。

科学家研制出高性能铜网格柔性透明电极

近日,中科院院士、中科院理化技术所研究员江雷团队与兰州大学教授柳明珠合作,报道了一种具有高稳定性和优异光电性能的铜网格柔性透明电极.相关成果发表于《应用材料和界面》.

基于银纳米线的柔性透明电极的制备及性能研究

有机发光二极管(organic light emitting diodes, OLEDs)可以柔性制备,在未来的可穿戴应用上有广阔的发展前景,而柔性透明电极(flexible transparent electrode, FTE)的性能直接影响着柔性OLED的性能。本文基于银纳米线(AgNWs)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)制备了FTE,并采用甲醇浸渍、氩等离子处理、紫外辐射3种不同的方式对该电极进行处理,优化FTE的光电性能。研究发现:甲醇浸渍,可减少AgNWs上聚合物的包覆;等离子体处理和紫外辐射,可对AgNWs进行焊接;而两种方式的协同作用则可以对FTE的光电性能进一步优化。实验获得最优FTE的方阻为14.18Ω/sq,在550 nm处的透过率可达到84%以上。经过500次弯曲测试后,FTE的方阻变化率低于15%。本文的工作对FTE的制备及优化提供了可行性方案。

铜纳米线的合成、优化及其透明电极的应用

随着光伏产业、平板显示技术的发展,市场对于透明导电材料的需求量迅速增加。传统的透明导电材料氧化铟锡(ITO)面临着资源不足、脆性大的问题,无法满足市场需求。铜纳米线透明电极导电性好、成本低、柔性好,是一种有潜力的新一代透明导电材料。近年来,铜纳米线的合成及其在透明导电领域的应用引起了研究人员的关注,并取得显著的进展。本文从铜纳米线的合成方法、合成机理,铜纳米线透明电极的制备方法及后处理手段,铜纳米线透明电极在光伏器件、电加热元件、柔性可穿戴器件中的应用等方面的研究进展进行了阐述。并对铜纳米线研究及应用前景进行了展望。

基于纳米银技术的柔性电极研究进展

柔性电极材料是指在柔性聚合物基体中复合某种特殊的添加剂,使两者相互作用并形成一种兼备导电性能和拉伸性能的材料,在电子产品领域有着非常广泛的运用。其中,不同添加剂对柔性电极材料的性能有着很大的影响。研究表明,金属纳米线和纳米颗粒具有较高的导电性和化学稳定性,因而被广泛应用于柔性电极材料的制备。与传统电极材料铟锡氧化物相比,银纳米材料具有高电导率、高透明性、低成本以及合成工艺相对简单等优势,从而备受关注。本文对基于银纳米材料的柔性电极最新发展进行综述,讨论并比较了典型的制造工艺及所制备而成的柔性器件的性能和应用价值,并对未来基于银纳米材料的柔性电极发展进行了展望。

基于银纳米线的柔性电极

银纳米线是一种制备柔性电极的理想材料.本研究采用喷涂方法,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)衬底上制备方阻为33Ω/sq、λ=620 nm处光学透过率为87%的银纳米线透明导电薄膜.所制备薄膜在空气中具有较好稳定性,其方阻在46 d内未发生明显变化.弯曲测试结果表明,在纳米线结处的应力影响下,薄膜方阻先增大后保持相对稳定.将制备的银纳米线透明导电薄膜作为阴极,成功制备了红光CdS@ZnS量子点发光二极管,表明喷涂法制备银纳米线柔性电极可行,可为制备稳定的银纳米线柔性电极提供一种简单、低成本、可大规模生产的方法.

铜纳米线复合透明电极的构筑及应用研究进展

铜纳米线(Cu NWs)作为透明导电层,具有良好的光透过性、导电性、柔性以及低成本等特点,受到了研究者及工业界的广泛关注。然而,Cu NWs极易被氧化,严重限制了其在光电器件中的应用。针对这一难题,研究者普遍采用构筑Cu NWs复合透明电极的方式提高其稳定性。本文综述了近年来国内外在构筑Cu NWs复合透明电极方面的研究进展,重点介绍了不同构筑方式对Cu NWs透明电极结构、光电性能和稳定性的影响,简述了Cu NWs复合透明电极的应用研究进展。最后,对Cu NWs复合透明电极的应用前景和发展方向进行了展望。

柔性ZnS∶Cu电致发光器件制备和性能研究

采用喷墨印制工艺在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜表面制备纳米银线(AgNWs)柔性透明导电膜。以纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极,ZnS∶Cu为发光层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质层和包装层,采用旋涂工艺制备AgNWs/ZnS∶Cu&PDMS/AgNWs结构的柔性电致发光器件,并研究了电极的光电性能、介质层性能以及施加电压对器件性能的影响。研究表明,良好光电性的电极和高介电常数的介质层有利于提升器件发光强度。当以方阻20Ω/和透光度(550 nm)63.9%的薄膜作为电极,BaTiO3和PDMS混合作为介质层时,施加200 V电压时器件的发光强度可达2.61 cd·m^(-2),施加300 V电压时器件的发光强度可达6.41 cd·m^(-2)。器件弯曲180°后仍具有良好的电致发光特性。采用喷墨印制工艺制备4 cm×4 cm花朵图案的纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极,ZnS∶Cu为发光层,BaTiO3和PDMS作为介质层和包装层,制备电致发光器件,在200 V(50 Hz)的交流电源驱动下,器件具有良好的电致发光特性,表明喷墨印制工艺制备的柔性透明导电膜有望应用于新一代的柔性光电器件。

新型织物电极可大幅简化柔性OLED制造

瑞士开发出金属丝导电透明织物可大幅简化大面积柔性OLED生产，这种以织物为基底的新颖金属丝由于具有高导电率，确保电极在较长距离外仍展现高导电性，使其成为ITO透明电极的理想替代方案。

韩国研发出透明电极指纹传感器

消费电子市场一直大力追求透明的指纹传感器。日前，韩国蔚山国立科技研究所研究团队设计了一种新方法，来制造柔性透明的多功能传感器阵列，这些阵列可以同步检测触觉压力和手指皮肤温度。该设计的秘诀在于根据由超创造出新型透明电极，进而产生一种透明的指纹传感器。

聚合物分散液晶器件概述、发展趋势及应用研究进展

本文概述了聚合物分散液晶器件的基本结构、原理和制备方法,重点介绍了目前聚合物分散液晶器件(包括基于二色性染料的彩色器件以及基于柔性透明电极的柔性器件)的发展现状和趋势,总结了聚合物分散液晶在智能窗、防窥和传感器等方面的应用,最后对聚合物分散液晶器件色彩和柔性化方面的问题进行陈述,并对其研究方向进行了展望。