研究目的
开发一种稳定的反应性银墨水,用于在聚酰亚胺基板上低温制备高导电性和柔性的电极,解决墨水稳定性、烧结温度和机械柔韧性等问题。
研究成果
这种稳定的活性银墨水可在低温(110°C)下制备出具有高导电性(电阻率12.1 μΩ·cm)和优异机械柔性的柔性电极,展现出低成本、高性能柔性印刷电子器件的应用潜力。未来工作应聚焦于优化墨水配方以拓展更广泛应用,并深入理解粘附机制。
研究不足
该研究仅限于聚酰亚胺基材和特定墨水配方;尚未充分探究其工业化生产的可扩展性及在不同环境条件下的长期稳定性。羟乙基纤维素(HEC)的粘附机制还需更深入的研究。
1:实验设计与方法选择:
研究制备了一种无颗粒反应性银墨水,由银-异丙醇胺复合物、甲酸和羟乙基纤维素粘合剂组成。对墨水的稳定性进行了表征,并通过掩模印刷和热烧结在聚酰亚胺基板上制备了柔性电极。研究了烧结参数和粘合剂含量对电学和机械性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用来自东丽工业株式会社的聚酰亚胺基板(厚度0.1毫米)。所有试剂均为分析纯,全程使用去离子水。
3:1毫米)。所有试剂均为分析纯,全程使用去离子水。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料包括乙酸银、甲酸、异丙醇胺、羟乙基纤维素、乙醇、异丙醇和聚酰亚胺基板。设备包括紫外-可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、透射电子显微镜、配备能谱仪的扫描电子显微镜、四探针测试仪、表面轮廓仪、数字毫欧表和恒温箱。
4:实验步骤与操作流程:
墨水通过在3°C下混合异丙醇、去离子水和甲酸,溶解乙酸银,过滤后加入羟乙基纤维素,并储存在-5°C下制备。聚酰亚胺基板经清洗和干燥。通过掩模印刷(掩模厚度50微米)图案化墨水,并在70至130°C的温度下烧结1至8小时。表征包括紫外-可见、傅里叶变换红外、X射线衍射、X射线光电子能谱、热重、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电阻率测量和柔韧性测试(弯曲、扭转、折叠)。
5:数据分析方法:
电阻率根据方阻和厚度测量计算得出。微观结构孔隙率使用Matlab软件计算。对机械测试后的电阻变化进行了统计分析。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
UV–vis spectrophotometer
U-4100
Hitachi
Record UV–vis absorption spectra of inks for stability evaluation.
-
X-ray diffractometer
PW3040/60
PANalytical
Analyze crystalline structures of silver layers using Cu Kα radiation.
-
Transmission electron microscope
Tecnai G2 20 U-TWIN
FEI
Observe microstructure morphologies of sintered and bended silver layers.
-
Field-emission scanning electron microscope
Nova Nano SEM 450
FEI
Observe microstructure morphologies equipped with energy dispersive spectroscopy.
-
FT-IR spectrophotometer
VERTEX 70
Not specified
Measure FT-IR spectra of inks to confirm chemical compositions.
-
X-ray photoelectron spectroscopy
Escalab 250Xi
Not specified
Determine chemical compositions of silver layers.
-
Thermogravimetric analysis apparatus
Diamond TG
Not specified
Perform TG analysis of reactive silver ink and silver acetate powder.
-
Four-point probe
RTS-8
Probes Tech
Measure sheet resistivity of silver layers.
-
Surface profiler
ET4000 Series
Not specified
Measure thickness of silver layers for resistivity calculation.
-
Digital milliohmmeter
VC480C
Not specified
Measure resistances of silver layers after mechanical tests.
-
Constant temperature box
Not specified
Not specified
Control temperature during ink preparation to avoid solvent volatilization.
-
Syringe filter
200 nm
Not specified
Filter the reactive silver ink to obtain particle-free ink.
-
Polyimide substrate
0.1 mm thick
Toray Industries, Inc.
Serve as flexible substrate for electrode fabrication.
-
登录查看剩余11件设备及参数对照表
查看全部