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具有石墨烯中间层的柔性透明金属电极钙钛矿太阳能电池中抑制的互扩散与降解
摘要: 基于金属的透明导电电极(TCEs)因其优异的导电性和成本效益,成为无铟锡氧化物(ITO)太阳能电池应用中的理想候选材料。在钙钛矿太阳能电池(PSCs)中,金属与钙钛矿层之间的相互作用会导致多种不利影响,从而降低器件性能和稳定性。本文介绍了一种新型柔性混合TCE——由嵌入铜网格的聚酰亚胺薄膜和石墨烯覆盖层组成(命名为GCEP),该电极兼具优异的机械/化学稳定性和理想的光电特性。我们证实了石墨烯作为?;げ愕墓丶饔茫杭饶芊乐菇鹗粲盏冀到猓帜茏韪舻缂敫祁芽蟛慵涞穆彼乩┥?;采用GCEP制备的柔性PSCs性能可与刚性ITO基器件媲美,同时展现出卓越的机械与化学稳定性。本研究为设计兼具机械/化学耐久性的无ITO金属辅助TCE平台提供了有效策略。
关键词: 金属诱导降解、钙钛矿太阳能电池、柔性、石墨烯、透明导电电极
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于高柔性和透明光电器件的高性能银纤维/石墨烯复合电极
摘要: 透明导电电极(TCEs)在柔性光电器件发展中备受关注。本研究基于二维石墨烯与一维电纺金属纤维制备了混合维度TCEs,可弥补单一电极的缺陷。与其他TCEs相比,银纤维/石墨烯复合电极展现出高度稳定的形貌(峰谷比降低67%)、低方阻(约11 Ω/□)、高透光率(约94%)、优异的抗氧化稳定性与柔韧性,以及卓越的化学稳定性。这种兼具透明性与柔性的复合结构多重功能特性,凸显其在新兴电子器件及高稳定性光电子领域的应用潜力。
关键词: 透明导电电极、银纤维/石墨烯复合电极、柔性光电器件、石墨烯、静电纺丝金属纤维
更新于2025-09-23 15:19:57
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金属纳米线网络电极的结点焊接技术
摘要: 透明导电电极(TCEs)具有高电导率和光学透明度的优势,是触摸屏、电子纸、有机发光二极管和太阳能电池等实用高科技光电子器件的关键组件。溶液法制备的银纳米线(AgNWs)被视为适合工业化大规模量产的实用替代TCE材料。然而,银纳米线连接处的接触电阻会显著影响AgNW电极的总方阻。近年来,为在保持光学透过率的同时降低方阻,研究者开发了多种银纳米线网络电极焊接技术。本文综述了热机械焊接、光焊接、化学焊接和金属镀层焊接等多种焊接方法。
关键词: 银纳米线、透明导电电极、焊接、方阻、光学透过率
更新于2025-09-24 00:14:16
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在AgOx渗流厚度下优化的透明导电氧化物-金属-氧化物电极用于硅基薄膜太阳能电池
摘要: 采用铝掺杂氧化锌(AZO)与超薄银或氧掺杂银(AgOx)金属层制备了高透明高导电的氧化物-金属-氧化物(OMO)电极,用于薄膜硅太阳能电池。研究者在金属层接近渗流厚度值时,考察了金属层的表面形貌及OMO电极的透光率与导电性。渗流金属厚度(即金属层形成连续形态的临界厚度)可用于优化透明OMO电极性能。此外,通过添加氧气可制备性能更优的薄层银基OMO(AgOx OMO)。在约6纳米渗流厚度下,优化后的AgOx OMO电极在500-800纳米波段实现了最高平均透光率(Tavg)93.5%和最低平均光学损耗(OLavg)1.01%,同时保持低电阻特性。这些指标优于渗流银OMO电极(Tavg=87.2%;OLavg=1.01%)?;贠MO结构的背电极,研究者制备了用于建筑光伏窗的透明氢化非晶硅薄膜太阳能电池。渗流OMO结构可获得最佳品质因数(FOM,即Tavg与效率η的乘积),其中AgOx OMO电池(AgOx电池)性能优于银基电池——AgOx电池与银基电池的最佳FOM分别为140.8(Tavg=27.8%;η=5.51%)和104.6(Tavg=18.9%;η=5.54%)。该成果有助于开发高性能透明太阳能电池或光电器件。
关键词: 掺氧银,氧化物/金属/氧化物,透明导电电极,透明太阳能电池,薄膜硅太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于有机光电器件的高导电性、超光滑且柔性的银纳米线电极的简易制备
摘要: 迄今为止,银纳米线的一个基本局限在于其连接点处的高接触电阻。此外,由于随机排列导致的粗糙表面在纳米线电子器件工作时不可避免地会引发电路短路。为改善接触电阻,我们提出通过银离子的局部焦耳热还原法,在连接点处有目的地减少颗粒状纳米晶体的形成。这种局部还原过程使还原后的纳米颗粒有效焊接了连接区域,使方块电阻降低了19%,降至9.9 Ω/□。此外,纳米线通过温和热压嵌入聚酰胺薄膜中,从而使表面粗糙度显著降低,成功制备出可在低温下与OLED(有机发光二极管)层压的纳米线基OLED器件。实验结果表明,该银纳米线嵌入薄膜在92%透光率下达到10.9Ω/□的方块电阻,且表面粗糙度仅为1.92纳米。
关键词: 嵌入、转移、焦耳热降低、光滑表面、银纳米线、透明导电电极
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过银纳米线逐层沉积制备透明导电电极及其在有机光伏器件中的应用
摘要: 通过银纳米线(AgNWs)的逐层(LBL)沉积法制备了溶液加工型透明导电电极(TCEs)。首先将AgNWs涂覆于(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷修饰的玻璃基底上,随后采用1,3-丙二硫醇作为连接分子,通过LBL沉积获得多层AgNW薄膜,从而实现对多层薄膜光学透过率与方阻的调控。为提升电导率,对AgNW薄膜进行了热退火处理。采用紫外-可见光谱仪、场发射扫描电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜及四探针法方阻测量对AgNW单层薄膜进行表征。多层薄膜展现出优异性能:在550 nm波长下实现71%和70%的光学透过率,对应方阻分别为9 Ω/□和11 Ω/□,性能媲美商用氧化铟锡(ITO)电极。最后为验证应用,基于AgNW多层电极制备了有机光伏器件,其光电转换效率达到1.1%。
关键词: 银纳米线、逐层沉积、有机光伏、透明导电电极
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用Cu:Al合金作为金属层的有机光伏电池新型介电/金属/介电电极
摘要: 鉴于对柔性且廉价光电器件需求的快速增长,有必要寻找氧化铟锡(ITO)的替代材料。本研究从多种备选方案中选用了真空沉积的介质/金属/介质(D/M/D)三层结构。当该结构中的金属层采用银(Ag)时,可获得高性能且稳定的透明导电电极(TCEs)。若将银替换为成本更低的铜(Cu),由于铜易向过渡金属氧化物扩散的特性,效果并不理想。为此,我们通过在ZnS/M/WO3结构中采用铜合金Cu:Ag来提升新型TCEs的稳定性。当中间层M=Cu:Ag(16纳米)/Ag(1纳米)时获得最佳性能,制得兼具柔性与稳定性的透明导电电极——其品质因数达6.5×10?3Ω?1,均方根粗糙度极低(RMS=1.1纳米),并作为阳极应用于有机光伏电池(OPVs)。同时测试了ZnS/Ag/TiO2结构,该结构虽具有与ITO相近的光电性能,但用作阳极时表面银元素会限制电池性能。而ZnS/M/WO3结构表现突出:其开路电压(Voc)和短路电流(Jsc)略优于ITO,但填充因子(FF)明显偏低,这归因于电极表面残留的铜元素。
关键词: 铜银合金、透明导电电极、有机光伏电池、介质-金属-介质结构、无铟电极
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE第九届国际纳米电子学会议(INEC) - 马来西亚古晋(2019.7.3-2019.7.5)] 2019年IEEE第九届国际纳米电子学会议(INEC) - 作为浮动电极的ITO岛用于沉积定向碳纳米管以实现光伏应用
摘要: 近年来,透明导电电极(TCEs)因其优异的光电性能引起了研究人员的关注。氧化铟锡(ITO)是一种兼具高导电性和高透光率的氧化物材料。然而,ITO存在非柔性、易碎且成本高昂的缺陷。TCEs通常嵌入太阳能电池中以实现高效的光子吸收与电子收集。本文提出一种优化的TCE网络方案,在保持导电性与透光率的同时提升其柔韧性和抗机械应力能力。该网络通过在ITO斑点表面定向排列多壁碳纳米管(MWCNTs)形成网格状ITO-CNT复合结构实现。采用介电泳(DEP)力作为定向机制:对乙醇/MWCNT悬浮液施加10V/105Hz电场,使碳纳米管在ITO浮动电极间完成组装。
关键词: 对准、DEP(介电泳)、薄膜太阳能电池、透明导电电极(TCEs)、多壁碳纳米管(MWCNT)
更新于2025-09-12 10:27:22
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一种极具前景的石墨烯-银纳米线复合柔性有机发光二极管电极材料
摘要: 得益于其高透明度、高载流子迁移率和高导热性,石墨烯常被用作光电器件中的透明导电电极(TCE)。然而,典型石墨烯薄膜中由空位缺陷、晶界和叠加褶皱导致的低载流子浓度和高电阻限制了其应用。本研究提出通过将单层石墨烯(SLG)与银纳米线(AgNWs)混合来同时提高其导电性和载流子浓度的方法。银纳米线能在石墨烯晶界间建立连接以改善载流子传输。本研究中采用的银纳米线可将单层石墨烯电阻从650 Ω/□降至27 Ω/□,同时保持86.7%的透光率(550 nm波长)。采用这种石墨烯与银纳米线复合透明电极成功制备出最高亮度达15000 cd m?2的柔性有机发光二极管。
关键词: 银纳米线、石墨烯、透明导电电极、光电器件、柔性OLED
更新于2025-09-11 14:15:04
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[纳米结构科学与技术] 纳米线电子学 || 基于纳米线的透明导电电极
摘要: 透明导电电极(TCEs)是发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)、触摸屏、智能窗和太阳能电池等众多光电器件中的重要组成部分。20世纪60年代末,由于锡(Sn)和氧化铟(In2O3)被用于低压钠放电灯的红外滤光片以提高灯效,工业界开始对透明导电氧化物(TCOs)产生需求。氧化铟锡(ITO)兼具优异的导电性和光学透过率,因而能广泛应用于各类光电器件。在新兴技术中,纳米线、纳米棒和纳米管等一维(1-D)纳米结构因其高长径比和良好结晶度等特性展现出巨大潜力。这类结构不仅能提供直接传导路径以增强电荷收集,还能通过增大表面积进一步提升电荷收集效率。目前通过物理气相传输法已成功制备出性能优良的ITO纳米结构,其中ITO纳米线在染料敏化太阳能电池(DSSCs)和LED等纳米级电子及光电器件中具有广阔应用前景。
关键词: 透明导电电极、TCO、ITO、纳米线、光电器件
更新于2025-09-09 09:28:46