丝素基柔性电致发光器件

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基于丝素蛋白基底制备了柔性电致发光器件,探究了丝素蛋白作为生物基底材料的可行性。制备了溅射有氧化铟锡的丝素蛋白基底和包覆有纳米银线的丝素蛋白基底。这两种柔性透明导电基底不但具有优秀的透光性和良好的导电性,还具有可植入、可降解和生物相容性。进一步制备基于丝素蛋白基底的电致发光电器件,研究了丝素蛋白基底对器件性能的影响。将氧化铟锡(ITO)溅射在丝素蛋白(SF)基底上,控制其厚度在174nm左右,得到了具有优秀透光性和良好导电性的氧化铟锡-丝素蛋白(ITO-SF)基底。ITO-SF基底在可见光区域的透光率最高可保持在90%以上,最低方阻仅有15.7 ohm/sq,表面粗糙度低至1.75 nm,并且在高达500次的弯曲后方阻几乎保持最初的水平。基于ITO-SF基底的柔性有机发光二极管最大亮度(Lmax)为28970 cd/m2。外量子效率(EQE)显着提高到4.80%,是基于ITO-玻璃和ITO-PET器件的两倍。通过介电常数和能级的测量和理论计算,确定性能的提高归因于丝素蛋白增强了光取出效率。ITO-SF基底的光取出效率的计算值与测试值分别为39.4%和 39.3%。考虑到铟资源的匮乏,可将纳米银线代替ITO。在本文中,合成了具有1000长径比的纳米银线,与丝素蛋白结合得到了纳米银线-丝素蛋白(Ag-SF)基底。Ag-SF基底的方阻低至8.9 ohm/sq,同时其透光率高达87%(在550 nm处)。纳米银线被丝素蛋白牢固的包覆,既避免了纳米银线从基底上脱落,又保证了纳米银线在空气严重氧化。通过测试基于Ag-SF基底的有机太阳能电池和有机发光二极管的器件性能,证明Ag-SF基底具有作为光电器件的柔性透明导电基底的潜力。
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