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金属纳米线透明电极的制造技术

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,对于金属纳米线作为透明电极,以银纳米线和铜纳米线研究较多。金属纳米线透明电极是由多层纳米线堆砌形成的不规则网状结构,相对于金属网格电极,金属纳米线电极具有较小弯曲半径,且在弯曲时电阻变化率较小,可应用在具有曲面显示的设备,如可穿戴电子设备的智能手表、手环、电子皮肤等。金属纳米线作为透明电极的优点是透光率较好,但缺点是会有严重的漫反射,即雾度问题。

金属纳米线透明电极的制造技术

金属银纳米线具有高的纵横比、高的电导率(6.3×107S/m),制备过程简单、经济。目前,对于金属纳米线作为透明电极,以银纳米线和铜纳米线研究较多。金属纳米线透明电极是由多层纳米线堆砌形成的不规则网状结构,相对于金属网格电极,金属纳米线电极具有较小弯曲半径,且在弯曲时电阻变化率较小,可应用在具有曲面显示的设备,如可穿戴电子设备的智能手表、手环、电子皮肤等。金属纳米线薄膜在纳米线本身内和纳米线之间来传输电子,其电阻包括本征电阻和接触电阻两部分;在纳米线之间的空隙透过光线。

金属纳米线薄膜电极一般可采用卷到卷印刷或涂布技术制造,纳米线的长径比(线长/线直径)、平滑度和纯度等因素对透明电极的性能影响极大,这主要是由于纳米线之间具有接触电阻,通常需要对干燥后的纳米线薄膜焊接处理来降低接触电阻。例如,Hu等通过挤压成型、金属电镀融合纳米线之间的结点,降低其表面粗糙度和接触电阻进而降低薄膜电阻。Peumans等发现银纳米线具有优良的柔韧性,并且方阻低至10.8Ω/□时,透光率高达84.7%,将该银纳米线结构用于制备有机太阳能电池时,得到的短路电流比相似结构的用传统ITO膜制得的有机太阳能电池高出19%。(www.xing528.com)

金属纳米线作为透明电极的优点是透光率较好,但缺点是会有严重的漫反射,即雾度问题。这会导致在室外场景光线照射的情况下,屏幕反射光强烈,严重的时候会使用户看不清屏幕,可采用一些技术手段降低光漫反射来解决雾度问题。例如,日产化工公司开发出了在纳米银线薄膜上涂布可降低雾度的高折射率材料,有效降低雾度值。另外,黑化纳米银线表面、减少反光强度、粗糙化纳米银线表面等技术,也可以改善雾度的问题。

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