连续电沉积法制备长纤维氧化锌基复合光电极

纤维结构电子器件近年来备受关注,但作为其核心部件的纤维结构光电极尚未实现批量化制造。尤其是,在沿长尺寸纤维电极组装纳米结构ZnO等常用半导体氧化物的过程中,往往面临前体溶胶长时间稳定保存与局部凝胶快速可控沉积的矛盾。因此提出了一种适合在长纤维基底上连续可控沉积纳米ZnO的电沉积方法。研究设计了能沿长纤维移动的微型连续流反应槽,并通过电泳作用强化胶团迁移,触发溶胶在纤维电极局部的快速凝胶化。最终,在长度超过米级的镀金属高分子纤维上,均匀包覆ZnO纳米薄层,并进一步在薄层上生长了多孔及纳米棒阵列结构的ZnO层,进而开发了一类纤维结构ZnO基光电极材料。该材料被成功应用于纤维太阳能电池,其中最佳的器件达到了0.446 V的开路电压、3.77 mA·cm^(-2)的短路电流密度和0.41的填充因子。相关方法为突破多种纤维结构氧化物半导体电极的批量化制备瓶颈,实现大面积织物电子器件及智能纺织品加工提供了重要思路。