基于ITO-free柔性透明导电电极的柔性多功能能源系统的构筑与表征

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柔性电子技术将带来一场颠覆式的电子技术革命,柔性电子设备已成为如今电子产品的新风口,在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛的应用前景。随着电子科技的不断进步与完善,对电子产品越来越强调人性化、移动化,轻、薄、短、小已成为发展趋势。传统的电子产品存在自身难以解决的痛点——坚硬、刚性、不耐弯折,相比之下柔性电子产品更省电、便捷、多样化,而且操作简单、容易携带,更符合人体工程学设计。柔性电子不仅注重于集成度和性能的提高,而且注重向超轻、超薄、耐摔、耐冲击、可以折叠、挠曲以及形状不规则等方向发展,构造分布式主动系统,将开创许多新的电子应用领域。柔性电子技术必然成为未来高新技术产业增长的关键驱动力。作为电极材料,柔性透明导电膜(TCF)是众多柔性电子器件的核心组成部分,也是刚性电子器件柔性化的关键。目前,占据柔性透明导电膜市场份额最大的铟锡氧化物(ITO)薄膜,是一种面状结构氧化物陶瓷导电材料,在反复弯折的过程中,容易发生表面结构断裂,从而影响导电膜的性能与使用寿命。基于此,本论文开发出多种新型的模板技术,用以制备高柔性的透明导电膜,并成功地应用于薄膜太阳能电池,电致变色器件,电子书以及摩擦纳米发电机中。主要研究成果如下:1)基于CuS纳米片网格柔性透明导电膜的全柔性CdSe/CdS量子点敏化太阳能电池。2)大面积可控矩形裂纹模板法制备基于CuS纳米片网格柔性透明导电膜的染料敏化太阳能电池。3)基于可控矩形裂纹模板法制备大面积全柔性ITO-free电致变色贴膜。4)柔性染料敏化太阳能电池自驱动光响应电致变色智能窗系统。5)基于纤维太阳能电池的大面积ITO-free自驱动光响应电致变色智能系统。6)基于可拉伸可降解,超高稳定性与生物相容性蚕丝复合蛋白膜的摩擦纳米发电控制系统。7)基于复合改性蚕丝柔性透明导电膜的柔性生物蛋白显示器件。
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