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聚合物基底上，采用溶膠-凝膠、化學氣相沉積、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，對透明有機聚合物基底是一個嚴峻的考驗。銀納米線作為透明導電層，得到了研究機構(gòu)和工業(yè)界的廣泛關注，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，嚴重限制了銀納米線透明電極在光電器件中的應用。
針對這一難題，中國科學院理化技術研究所仿生智能界面科學實驗室通過對銀納米線的選擇性化學焊接以及引入穩(wěn)定的導電離子液體凝膠保護層，設計制備了一種兼具高電導、高透過率以及優(yōu)異空氣穩(wěn)定性的銀納米線@離子液體凝膠復合柔性透明電極。一方面，超親水的銀納米線網(wǎng)絡與疏水的透明基底之間的浸潤性差異，使得化學焊接選擇性地在銀納米線上進行，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《先進材料》(Advanced Materials 2016, DOI: 10.1002/adma.201600358)發(fā)表。
相關研究工作得到科技部國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基金項目、國家自然科學基金重大項目、中科院青促會人才計劃的大力支持。
穩(wěn)定的銀納米線@離子液體凝膠復合柔性透明電極的設計
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