稳定的高透、低阻银纳米线离子液体凝胶柔性透明电极

柔性透明电极作为柔性光电子器件的一个重要部件具有非常巨大的市场前景,备受研究机构和产业界广泛关注。传统的柔性透明电极主要是通过磁控溅射的方法在柔性透明聚合物基底上沉积氧化铟锡(ITO)导电薄膜来制备,该方法存在以下几个问题:1)金属铟是一种稀有金属,价格昂贵,资源匮乏;2)磁控溅射需要高温高压处理,对柔性透明聚合物基底是一个严峻的考验;3)ITO导电薄膜的柔性性能比较差。银纳米线凭借其优异的导电性能和突出的耐弯折性有望成为ITO的替代品。不幸的是:银纳米线之间的接触电阻非常高,使得银纳米线薄膜的导电性比较差;纳米尺度的银极易被氧化,耐酸碱性能差,不利于宏量制备、储存及运输。严重限制了银纳米线柔性透明电极在光电子器件中的应用。

AM-jianglei

近期,中科院理化所江雷研究团队通过对银纳米线的选择性化学焊接以及引入稳定的导电离子液体凝胶保护层,设计制备了一种稳定的高透、低阻银纳米线@离子液体凝胶复合柔性透明电极。一方面,超亲水的银纳米线网络与疏水的透明基底之间的浸润性差异,使得化学焊接选择性的银纳米线上进行,从而能够在极大降低银纳米线接触电阻的同时,保持高的可见光透过率;另一方面,离子液体凝胶薄层的引入赋予了复合透明电极出色的空气稳定性和优异的耐化学腐蚀性能。更为有趣的是,研究者还发现离子液体凝胶薄层具有减反射的作用,对于获得高的可见光透过率意义重大。测试表明,该方法制备的复合柔性透明电极在保持86%的可见光透过率时,方块电阻只有8.4 Ω sq-1。更重要的是暴露在空气中2个月,复合透明电极的性能基本保持不变;同时能够忍受光刻过程中所用到的酸碱试剂,利于进行后续的图案化。这种高性能银纳米线@离子液体凝胶复合柔性透明电极为制备基于金属纳米线的高性能柔性透明电极打开了一扇窗,提供了一种新的设计思路。相关研究成果于近日在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201600358)发表,第一作者为中科院理化所仿生材料与界面科学实验室的熊维伟博士,刘洪亮副研究员和江雷研究员为共同通讯作者。

 

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