基于银纳米线/聚酰亚胺电极的柔性有机光伏和发光器件研究

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:FXH_590590
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透明导电薄膜(TCFs)有着透过率高、电导率高等特点,在太阳能电池、发光二级管、平面显示器等领域有着广泛应用。随着电子器件的小型化和轻便化,基于柔性衬底的有机光电器件的研究引起了人们广泛关注。传统的导电材料ITO有优异的光电性能,然而它本身性质脆裂,且需要磁控溅射成膜,加之随着地球上铟储量的减少,使得ITO的成本也相应增加了,这些都限制了其在柔性器件中的应用。近年来,涌现出不少代替ITO的优秀材料,如石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、金属纳米线等。其中,银纳米线薄膜具有高透过率、低电阻、可弯曲、低成本等优点,因此基于银纳米线衬底的有机光电器件的研究变得尤为重要和迫切。本论文通过一种简单的脱膜技术,制备了一种银纳米线和聚酰亚胺的复合导电薄膜,优值系数(FOM)在67.1~185.1之间。由原子力显微镜拍摄来看,该薄膜的均方根粗糙度仅为4.33 nm。此外,做了弯曲性测试,在弯折3000次后,该薄膜的方阻仅仅升高了 9%。结果表明,该复合导电薄膜可作为有机光电器件的透明电极。以此薄膜为衬底,进一步研究了其在有机聚合物太阳能电池中的应用。通过制备倒置和正置器件,发现复合导电薄膜既可以作阴极也可以作阳极。其中倒置器件的光电转换效率(PCE)为5.87%±0.3%,正置器件的PCE为3.26%±0.06%,都和ITO对比器件相比拟。为了探究产业化可行性,我们还研究了此薄膜在刮膜聚合物太阳能电池器件中的应用,小面积刮膜器件PCE为3.89%±0.12%,大面积为1.46%±0.23%,分别比ITO器件低了22.1%和12.4%。随后我们进一步研究了复合导电薄膜在半透明聚合物太阳能电池中的应用,器件的PCE达到了 2.58±0.02%,平均透光率达到了 36.3%。上述结果表明,银纳米线聚酰亚胺复合导电薄膜在有机光伏领域有非常好的应用前景。最后,我们还研究了该复合薄膜在聚合物有机发光二极管(OLED)的应用,制备了蓝光OLED器件,器件最大亮度(Lmax)达到3489 cd/m2,最大发光效率(LEmax)和最大外量子效率(EQEmax)分别为2.74 cd/A和3.42%,都与ITO器件相当,说明银纳米线聚酰亚胺复合导电薄膜在有机发光领域同样具有广阔的应用前景。
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