【摘 要】
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透明电极是光电器件的关键组成部分,其广泛应用于信息显示、固体照明、光电转换等领域。近年来,以铜为基础制备的各种结构透明电极因其良好特性及廉价成本得到了研究者及工业界的广泛关注。本文研究主要通过构建不同类型的铜基透明导电薄膜电极结构,制备出兼具低方阻、高透光率以及优异机械稳定性与化学稳定性的透明电极。主要内容及结论如下:(1)为进一步提高柔性铜基铝掺杂ZnO(AZO)复合透明电极的光学和电学性能,使
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透明电极是光电器件的关键组成部分,其广泛应用于信息显示、固体照明、光电转换等领域。近年来,以铜为基础制备的各种结构透明电极因其良好特性及廉价成本得到了研究者及工业界的广泛关注。本文研究主要通过构建不同类型的铜基透明导电薄膜电极结构,制备出兼具低方阻、高透光率以及优异机械稳定性与化学稳定性的透明电极。主要内容及结论如下:(1)为进一步提高柔性铜基铝掺杂ZnO(AZO)复合透明电极的光学和电学性能,使用石墨烯薄层作为AZO和铜层之间的“栅栏”,在制备过程中有效阻止了铜与氧气的接触,保护铜单质层不被氧化。并利用石墨烯的电学传输作用又进一步优化了复合薄膜电极的导电性能,最终实现了复合薄膜电极的光电性能的综合增强。所制备的柔性铜基铝掺杂ZnO(AZO)复合透明电极的性能优异(品质因数为3.38×10-2Ω-1,换向品质因数为430):方块电阻为4.37Ω/sq,平均透过率高于82%。(2)在柔性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)衬底上制备出铜纳米线(Cu NWs)透明导电薄膜电极,研究了Cu NWs之间的电镀焊接技术,通过控制电镀电压和时间,有效地对Cu NWs进行了焊接,显著提高了其光学、电学、粘附及稳定性能。焊接后,柔性Cu NWs薄膜的方块电阻从~200降至~30Ω/sq.,透过率(83%@550nm)基本保持不变。同时,在弯曲和粘附试验测试之后,方块电阻没有显示出明显的变化,表明焊接的Cu NWs膜与PET基材具有良好的粘合性。此外,焊接后的柔性Cu NWs薄膜电极表现出良好的稳定性,可在室温下长期保存,同时在高温(150°C)下也具有较强的稳定性。(3)为进一步优化柔性透明导电薄膜的光电性能,利用模板及电镀相结合的技术,在柔性PET衬底上制备出具有超高导电性、热稳定性和吸附性的Cu微米网络透明电极。该透明电极的品质因子最大可以达到1187,此时,其方块电阻为~2.0Ω/sq,透过率~86%@550nm,同时兼具卓越的机械稳定性与化学稳定性以及超强粘附性。并对其进行人体可穿戴实验研究,结果表明:铜微米网格透明电极在保持优异的性能的同时也兼具了良好的耐久性和柔韧性。
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