面向透明导电电极应用的铜纳米线的制备及性能研究

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透明电极与我们的生活息息相关,它目前已被广泛的应用在显示器、触摸屏和太阳能电池上。随着科技的发展,透明电极趋向于柔性方向发展,柔性器件和可穿戴器件的出现,对它提出了新的要求。氧化铟锡(ITO)是常用的电极材料,但是由于它本身的脆性,以及铟的短缺,致使它不再适用,因此寻求一种可替代材料迫不及待。而铜纳米线(Cu NWs)基透明电极在满足柔性要求的同时,还具有相对很好的性能,因此被广泛的使用。然而,Cu NWs在空气中易氧化,因此,通过探索新的方法来提高Cu NWs的合成质量及化学稳定性。本论文的研究内容主要分为两部分。为获得大长径比的Cu NWs,采取将十六烷基胺(HDA)和十八烷基胺(ODA)混合使用,作为封端剂来合成Cu NWs的方法。实验结果显示:合成的Cu NWs中,纳米颗粒和有机残留物的数量都很少,NWs的数量相对很多,质量很高。NWs的直径在50nm左右,长度在50μm以上,长径比超过了1000,有的甚至达到了2000。为提高NWs导电性,实验采取了冰醋酸清洗法。实验结果显示:冰醋酸清洗有效的去除了NWs表面的氧化层以及残留有机物,得到的电极在80%、90%和95%透过率下方块电阻分别只有20?/sq、90?/sq和200?/sq左右。为提高NWs化学稳定性,采取在NWs表面电镀一层镍的方法。实验结果显示:在低温(<50℃)条件下,所有镀镍电极的方块电阻在7天里基本不变,展现了良好的化学稳定性。在高温(>80℃)条件下,只有较薄镍层电极的方块电阻在7天里急剧增加,其他厚度镍层的电极依然有良好的化学稳定性。
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