柔性透明電極在電子與光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中占有舉足輕重的地位，是制備眾多電子與光電子元器件不可缺少的光電功能材料。目前，柔性透明電極主要是在透明有機(jī)聚合物基底上，采用溶膠-凝膠、化學(xué)氣相沉積、真空蒸發(fā)沉積、濺射沉積、脈沖激光沉積等方法引入氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電薄膜。但是，該方法存在致命弱點：1）金屬銦面臨資源枯竭；2）制備工藝昂貴且需要高溫，對透明有機(jī)聚合物基底是一個嚴(yán)峻的考驗。銀納米線作為透明導(dǎo)電層，得到了研究機(jī)構(gòu)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，有望成為ITO的替代品。然而，銀納米線之間的接觸電阻高，納米尺度的銀極易被氧化，嚴(yán)重限制了銀納米線透明電極在光電器件中的應(yīng)用。
針對這一難題，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)實驗室通過對銀納米線的選擇性化學(xué)焊接以及引入穩(wěn)定的導(dǎo)電離子液體凝膠保護(hù)層，設(shè)計制備了一種兼具高電導(dǎo)、高透過率以及優(yōu)異空氣穩(wěn)定性的銀納米線@離子液體凝膠復(fù)合柔性透明電極。一方面，超親水的銀納米線網(wǎng)絡(luò)與疏水的透明基底之間的浸潤性差異，使得化學(xué)焊接選擇性地在銀納米線上進(jìn)行，從而能夠在極大降低銀納米線接觸電阻的同時，保持高的可見光透過率；另一方面，離子液體凝膠薄層的引入賦予了復(fù)合透明電極出色的空氣穩(wěn)定性，并且離子液體凝膠薄層具有減反射的作用，有利于獲得高可見光透過率。制備的復(fù)合柔性透明電極在保持86%的可見光透過率時，方塊電阻只有8.4 Ω sq-1。更重要的是暴露在空氣中2個月，復(fù)合透明電極的性能保持不變。這種高性能銀納米線@離子液體凝膠復(fù)合柔性透明電極對于開發(fā)新型穩(wěn)定、高效的柔性透明光電子器件意義重大。研究成果于近日在國際材料期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials 2016, DOI: 10.1002/adma.201600358)發(fā)表。
相關(guān)研究工作得到科技部國家重點基礎(chǔ)研究計劃、國家自然科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金重大項目、中科院青促會人才計劃的大力支持。
穩(wěn)定的銀納米線@離子液體凝膠復(fù)合柔性透明電極的設(shè)計
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