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투명 도체 응용 분야를 위한 유연한 구리 나노와이어 메쉬 필름의 UV 처리

초록

구리 나노와이어는 유연한 투명 전도성 전극으로서 인듐 주석 산화물 성능에 도달하고 심지어 초과할 가능성이 있습니다. 그러나 대규모 생산을 위해서는 플렉서블 기판의 열화 없이 고속, 저비용으로 제작되어야 한다. 주요 병목 중 하나는 높은 광전자 성능을 얻기 위해 필요한 투명 전극을 형성한 후 나노와이어 표면에서 유기 잔류물을 제거하는 데 사용되는 후처리에 있습니다. 여기에서 우리는 쉽고 확장 가능하며 빠른 후처리로 자외선 조사 및 후속 아세트산 수조를 제안합니다. 2분의 자외선 치료 후 10분의 산성 목욕 후 R 42Ω 제곱 −1 의 s 그리고 T 550nm 의 87%가 측정되었습니다. 또한 구리 나노와이어 전극은 750~2500nm 범위에서 높은 투명도를 유지하므로 적외선 태양 전지와 같은 응용 분야에 적합한 후보입니다.

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배경

투명 전도성 전극(TCE)의 사용은 터치 스크린, 디스플레이, 태양 전지 및 발광 다이오드와 같은 많은 일상 장치에서 필수적입니다[1,2,3,4,5]. 이러한 유형의 구성 요소에 대한 요구 사항은 원하는 응용 프로그램에 맞는 뛰어난 광전자 특성과 저비용, 대규모 생산 방법입니다. 550nm 파장에서 TCE 투명도, T 550nm 는 일반적으로 ca입니다. 90%. 시트 저항, R s, ≤ 20Ω sq −1 에서 다양할 수 있음 태양 전지의 경우 ≥ 100Ω sq −1 정전식 터치 스크린용 [1,2,3,4,5].

현재, 인듐 주석 산화물(ITO)은 TCE의 가장 일반적인 재료이지만 몇 가지 단점이 있습니다. 인듐이 부족하고 물리적 기상 증착 공정이 느리기 때문에 비용이 많이 듭니다. 더욱이, 그것은 부서지기 쉬우며[1,2,3,4,5], 이는 유기적, 유연하거나 구부릴 수 있는 응용 분야에 대한 사용을 방해합니다. 실제로, 몇 번의 굽힘 주기 후에 미세 균열을 형성하여 TCE 전기 전도도를 상당히 감소시킵니다[6,7,8,9,10]. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설포네이트)[11, 12], 그래핀[13, 14], 탄소나노튜브[15, 16], Ag 나노와이어( NW) [17,18,19] 및 Cu NW [3, 5]. 후자는 Cu 풍부, 저렴한 비용 및 높은 전자 전도성으로 인해 가장 유망한 재료 중 하나입니다[3, 5]. 게다가 Cu NW는 저비용, 대규모 습식 화학 합성을 통해 제조될 수 있으며[20,21,22] 저비용, 고속, 롤투롤(또는 릴투롤)로 증착될 수 있습니다. 릴, R2R) 프로세스 [6, 9]. 마지막으로, 높은 유연성으로 인해 TCE는 1000번의 굽힘 사이클 후에도 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다[7, 8, 10, 23, 24].

Cu NW 화학 합성에는 캡핑제, 일반적으로 올레일아민(OM)[10, 22, 24,25,26,27], 옥타데실아민[28, 29], 헥사데실아민[8, 20, 30, 31]과 같은 알킬아민이 포함됩니다. 또는 에틸렌디아민[7, 21, 23, 32]으로 Cu 나노입자(NP)가 이방성으로 성장합니다. NW 종횡비(길이/직경)는 높을수록 투과된 네트워크를 얻기 위해 NW가 차지하는 면적 비율이 낮아야 하고 TCE가 더 투명하기 때문에 가장 중요합니다 [33,34,35 ,36]. 그러나 이러한 캡핑제는 다양한 용매로 광범위하게 세척한 후에도 NW 표면에 잔류물을 남깁니다. 게다가, TCE 형성 전에 NW는 종종 폴리비닐피롤리돈(PVP)[22, 23, 26, 30] 또는 니트로셀룰로오스[7, 32]와 같은 분산제를 사용하여 나노 잉크에 현탁됩니다. 이러한 모든 유기 잔류물은 메쉬 필름의 NW 양호한 접촉을 방해하여 TCE 전도도를 크게 감소시킵니다. 실제로 Mutiso et al. NW TCE의 시트 저항이 NW 사이의 접촉 저항과 거의 동일하다는 것을 입증했습니다[36].

따라서 Cu NW TCE를 형성한 후 유기 잔류물을 제거하기 위한 후처리가 필요하다. 그것은 일반적으로 진공 [24, 25], 불활성 [22], 환원(순수 H2 ) [7] 또는 형성(5% H2 -95% 불활성 가스) [26, 27] 대기. 이것은 유기 잔류물을 제거하고 NW 접합을 융합하면서 Cu 산화를 방지합니다. 그러나 이것은 고속, 저비용 생산이나 낮은 융합 온도, 유연한 폴리머 기판에는 적합하지 않습니다. 따라서 대체 후처리가 테스트되었으며 매우 유망한 결과를 얻었습니다. 예를 들어, 젖산[8], 염산[30], 프로피온산[27] 또는 아세트산[10, 29]을 사용한 처리는 폴리머 기질을 손상시키지 않고 Cu NW의 표면에서 유기 잔류물을 제거하는 데 매우 효율적인 것으로 입증되었습니다. 아세트산 처리 후 Mayouse et al. R을 갖는 폴리에틸렌나프탈레이트 지지 TCE를 얻었다. s 값 9 및 55Ω sq −1 각각의 T 550nm 88%와 94% [29]. 동일한 산을 사용하여 Wang et al. R이 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판에 개발된 TCE 30 및 60Ω의 sq −1 각각의 T 550nm 83과 90%의 값[10]. 게다가, 크세논 플래시 램프 펄스를 사용한 광자 소결은 NW 접합을 융합하는 동시에 대기 중 원하지 않는 유기물을 몇 밀리초 안에 제거할 수 있게 했습니다[31, 37]. Ding et al. 보고된 23Ω 제곱 −1 T를 위해 550nm =82% [37]. Mallikarjunaet al. R 획득 110 및 170Ω sq −1 의 s T를 위해 550nm 각각 90%와 95%[31]. 따라서 광 소결이 매우 유망해 보이지만 R s <100Ω 제곱 −1 T와 함께 550nm 90% 이상.

이 연구에서 우리는 용매로 OM, 캡핑 및 환원제, 촉매로 니켈(II) 종을 사용하여 높은 종횡비의 Cu NW를 합성했습니다. 그런 다음 NW를 잉크에 분산시키고 유연한 PET 기판에 코팅하여 TCE를 형성했습니다. 높은 전도도(42Ω sq −1 ) 및 투명도(가시 범위에서 87%). 여기에는 자외선(UV) 램프 아래에서 조사한 다음 아세트산 수조에서 조사하는 것이 포함되었으며, 이는 둘 다 R2R 프로세스와 호환 가능합니다[6, 9, 38, 39]. UV 처리된 Cu NW TCE를 기존의 열처리된 Cu NW TCE 및 상업용 ITO와 비교했습니다.

실험 섹션

구리(II) 염화물 이수화물(CuCl2 ·2H2 O, ≥ 95.0% 순도), 니켈(II) 아세테이트 4수화물(Ni(C2 H3 O2 )2 ·4H2 O, ≥ 99.0% 순도), OM(C18 H37 N, 70% 순도), 무수 헥산(C6 H14 , 95.0% 순도), 아세트산(C2 H4 O2 , ≥ 99% 순도), 에틸 아세테이트(C4 H8 O2 , ≥ 99.7% 순수) 및 PVP((C6 H9 아니요) n , 10,000g mol −1 ) Sigma Aldrich UK에서 구입했습니다. 이소프로필 알코올(IPA, (C3 H8 O, ≥ 99.5% 순도), PET 기질((C10 H8 O4 ) n , 125±25μm 두께) 및 유리 지지 ITO TCE는 각각 Fisher Scientific UK, Goodfellow UK 및 Optics Balzers, Liechtenstein에서 구입했습니다. 모든 화학 물질은 받은 대로 사용되었습니다.

Cu NW 합성 공정은 이전에 Guo et al.에 의해 보고된 촉매 방법을 기반으로 합니다. [25]. 0.4092g(2.4mmol)의 CuCl2 ·2H2 O, 촉매 Ni(C2) 0.2986g(12mmol) H3 O2 )2 ·4H2 O, 25mL의 OM 및 자기 교반기를 50mL 둥근 바닥 플라스크에 첨가했습니다. 플라스크를 자기 교반 핫플레이트(모델 3810000 RCT Basic IKAMAG, IKA)의 오일 배스에 ​​넣고 상부 인라인 오일 버블러가 있는 환류 컬럼에 연결했습니다. 용액을 먼저 격렬한 800rpm 교반 및 일정한 N2 하에 90°C에서 30분 동안 가열했습니다. O2를 제거하는 흐름 (g) 물 흔적. 그 단계에서 솔루션은 파란색이었습니다. 그런 다음 Cu 2+ 를 줄이기 위해 온도를 190°C로 높였습니다. 이온 및 형태 Cu 0 씨앗, 그리고 솔루션의 색상은 점차적으로 빨간색이되었습니다. 30분 후, 교반을 중단하고 용액을 N2에서 190°C로 유지했습니다. Cu NW가 씨앗에서 자라도록 16시간 동안 마지막으로 가열을 중단하고 용액을 자연적으로 냉각시켰다.

용액을 50mL 바이알에 옮기고 헥산, IPA, 아세트산 및 IPA로 다시 연속적으로 세척하였다. 각 용매에서 Cu NW를 수동 모드(모델 Topmix FB15024, Fisher Scientific)에서 2분 동안 와동시킨 다음 4000rpm에서 원심분리했습니다(모델 AccuSpin 400, Fisher Scientific). 원심분리는 헥산에서 20분, 다른 용매에서 2분 지속되었습니다. 마지막으로 Cu NW는 0.5wt%의 PVP를 포함하는 26vol%의 에틸 아세테이트와 74vol%의 IPA로 구성된 잉크에 통합되었습니다. Cu NW 잉크는 보관하기 전에 30분 동안 10Hz에서 와류했습니다. 잉크의 Cu NW 농도는 10 또는 20mg mL −1 입니다. .

코팅을 수행하기 전에 Cu NW 잉크를 10Hz에서 5분 동안 한 번 더 볼텍싱했습니다. 10×10cm 2 코팅 PET 기판, 100μL의 잉크를 마이크로 피펫으로 취하여 기판 위에 올려 상단 가장자리와 평행한 직선 액체 라인을 형성했습니다. 잉크는 Meyer rod(Dyne Testing UK의 N°4, 약 10.2μm 두께의 습윤 필름 제공)를 사용하여 PET 기판 위에 즉시 신속하게 도포되었습니다. 모든 용매는 실온에서 몇 초 후에 증발되었습니다.

유기 잔류물(OM 및 PVP)을 제거하기 위해 얻은 그대로 Cu NW TCE에 두 가지 다른 후처리를 구현했습니다. 일부 TCE는 N2에서 1시간 동안 200, 210, 220, 230, 240 또는 250°C에서 열처리를 받았습니다. 관형 오븐(모델 MTF 10/25/130, Carbolite)에서. 다른 것들은 430W 램프(모델 UVASPOT 400/T, Honle)로 2, 4 또는 6분 동안 주변 공기에서 UV 조사를 받았습니다. 램프는 수은전구(H형)를 장착하였으며, 전구와 시료 사이의 거리는 30cm로 하였다. 열처리 또는 UV 처리 후 TCE를 순수한 아세트산에 10분 동안 담그어 유기물과 가능한 산화물 흔적을 추가로 제거했습니다.

Cu NW의 구조는 Bragg Brentano 구성 챔버, Cu 양극음극(K α =0.154184 nm) 및 백 모노크로메이터. X선 패턴은 JCPDS 파일 데이터베이스가 포함된 DIFFRAC.SUITE EVA 소프트웨어(Bruker AXS)로 인덱싱되었습니다. 전계 방출 총(FEG-SEM, 모델 XL30 SFEG, Philips) 및 원위치 에너지 분산 분광계(EDS, Oxford Instruments-AZTEC)가 장착된 주사 전자 현미경을 사용하여 미세 구조 및 조성을 특성화했습니다. TCE 시트 저항과 투과율은 각각 4점 프로브 기술(모델 3007 A, Kulicke &Soffa)과 UV-Vis/NIR(근적외선) 분광 광도계(모델 V-670, JASCO)를 사용하여 측정되었습니다.

다양한 TCE의 제조 매개변수 및 해당 ID, R s 및 투명성은 표 1에 요약되어 있습니다. 그러나 R 4점 프로브 기술로 측정할 수 없을 정도로 높은 s는 이 표에 포함되지 않으며 특정 ID가 없습니다.

결과 및 토론

합성되고 세척된 Cu NW는 ca의 높은 종횡비를 나타냈다. 1000(각각 70μm 및 70nm의 평균 길이 및 직경) 및 그림 1a에서와 같이 입방 NP가 거의 없습니다. 후자의 존재는 느린 Ni 2+ 를 암시합니다. 환원 동역학[3]. 그림 1b의 XRD 패턴은 NW가 장치의 한계(ca. 5 중량%). 특히, 구리 산화물 또는 Ni 함유 상에 대응하는 회절 피크가 없다. Cu NW의 고순도는 그림 1c의 EDS 스펙트럼에 의해 추가로 확인됩니다. 탄소와 산소의 미량은 비결정성 OM 잔류물에 기인한 것으로, XRD에 의해 순수한 Cu 이외의 상이 드러나지 않았으며, 후처리 없이 OM을 모두 제거하는 것은 매우 어렵다는 것이 잘 알려져 있다[10, 25, 27]. EDS의 검출 한계(ca. 0.1 wt%) 내에서는 Ni의 흔적이 발견되지 않았으며, 이는 합성 중 Ni의 역할이 이전에 설명된 대로 주로 촉매적임을 확인시켜 줍니다[25, 26]. 실리콘은 EDS 분석 중 NW를 지지하는 웨이퍼, 금과 팔라듐, 샘플 전도도 및 분석 품질을 개선하는 데 사용되는 금속 나노 코팅에 해당합니다.

<사진>

나노 잉크에 통합되기 전에 합성된 Cu NW. Cu NW와 몇 큐빅 Cu NP의 높은 종횡비(~ 1000)를 보여주는 SEM 이미지. XRD 패턴. 세척된 Cu NW의 고순도를 보여주는 EDS 스펙트럼

Meyer 막대를 사용하여 TCE를 형성한 후 열 또는 UV 후처리를 사용하여 Cu NW 표면에서 OM 및 PVP 잔류물을 제거하고 함께 융합하려고 했습니다. 그림 2는 NW가 침투된 네트워크를 형성하는 TCE #3의 표면을 보여줍니다. 이는 TCE가 전체 영역을 통해 전도되는 데 필요합니다. NW는 TCE 투명도를 감소시키는 집합체나 번들 없이 매우 잘 분산된 것으로 보입니다. 이것은 Meyer 로드 코팅이 넓은 면적의 잘 분산된 침투된 NW TCE를 얻기 위한 쉽고 빠르고 효율적인 프로세스임을 확인시켜 줍니다[2, 7, 32].

<그림>

PET 기판에서 UV 처리된 TCE #3(2분)의 저배율 SEM 이미지:잘 분산되고 침투된 네트워크를 형성하는 Meyer 로드 코팅된 Cu NW를 보여줍니다.

그림 3은 용융(그림 3a) 및 PET 캡슐화(그림 3b) Cu NW가 있는 열처리된 TCE를 보여줍니다. 실제로 열처리 중에 NW 융합과 캡슐화는 경쟁에서 두 가지 현상입니다. 한편, 열은 Cu NW 접합의 융합을 유도하며, 이는 NW 간의 접촉 저항을 감소시켜 TCE 전도도를 크게 증가시킬 것으로 예상됩니다. 반면 PET는 낮은 유리전이온도(70°C)로 인해 열처리 과정에서 연화됩니다. 이로 인해 폴리머 기판 내부에 Cu NW가 임베딩되어 전도성이 손실됩니다. 따라서 문제는 융합이 캡슐화 현상을 초과하는 온도에서 작동하여 전체적으로 TCE 전도도를 증가시키는 것입니다. 융합 및 캡슐화 현상은 각각 220°C(TCE #1) 및 230°C(TCE #2)에서 우세한 것으로 나타났습니다. 200 또는 210°C에서 열처리한 후 Cu NW 주변에 여전히 너무 많은 유기 잔류물이 있고 서로 융합되지 않았기 때문에 전도도를 측정할 수 없었습니다. 결과적으로 NW 사이의 접촉 저항은 여전히 ​​매우 높았습니다. 그리고 240 또는 250 °C에서 열처리 후 캡슐화 현상이 너무 중요하여 전도도를 측정할 수 없었습니다.

<그림>

열처리된 PET 지지 TCE의 SEM 이미지. 융합됨(TCE #1, 220°C/1시간). PET 캡슐화(TCE #2, 230°C/1시간) Cu NWs

그림 4의 현미경 사진은 TCE #3의 고배율 평면도를 나타냅니다. Cu NW 표면은 깨끗하고 캡슐화되지 않은 것으로 보이며, 이는 OM 및 PVP 흔적이 PET 기판을 연화하거나 손상시키지 않고 제거되었음을 증명합니다. 그러나 NW 접합이 융합되지 않은 것은 다른 저자가 사용하는 고출력 Xe 플래시 램프에 비해 이 연구에서 사용된 UV 램프가 전달하는 에너지가 낮기 때문일 수 있습니다[31, 37]. 게다가, Cu NW 표면은 산화의 시작으로 인한 것일 수 있는 약간 거칠다. UV 램프 전구와 TCE 사이의 거리를 줄이면 더 짧은 시간에 더 높은 에너지를 전달할 수 있으므로 산화를 방지하면서 Cu NW 융합을 달성할 수 있습니다.

<그림>

UV 처리된 TCE #3(2분)의 SEM 이미지는 융합되지 않고 캡슐화되지 않은 Cu NW를 나타냅니다.

표 1은 시트 저항 R을 보여줍니다. s 및 투과율 값 T 550nm , T 350–750nm (가시 범위) 및 T 750–2500nm (IR 범위) 다양한 Cu NW TCE 및 참조로 사용되는 상업용 ITO TCE. 300~2500nm 사이의 투과율 스펙트럼은 그림 5에 나와 있습니다. 모든 Cu NW TCE의 경우 T 550nm 그리고 T 350–750nm T 550nm 전체 가시 범위에서 Cu NW TCE의 평균 투과율을 매우 잘 나타냅니다. 그러나 ITO/ref.에 대한 두 매개변수 사이에는 6%의 차이가 있습니다. 즉, T 550nm T 대신 350–750nm 그런 종류의 투명한 산화물에 대해 가시 범위의 투명도를 과대평가하게 됩니다.

<사진>

300~2500nm 사이의 UV-Vis/NIR 투과 스펙트럼:상업용 유리 지원 ITO TCE 및 열 처리 또는 UV 처리 PET 지원 Cu NW TCE에 해당합니다.

R 25 및 743Ω의 sq −1 , T 350–750nm TCE #1 및 #2에 대해 각각 61% 및 46%의 값이 측정되었습니다. 이것은 NW 융합이 220°C에서 PET 기판 내부의 캡슐화보다 우세하여 R을 감소시킨다는 것을 확인합니다. 에스. 230°C에서는 반대 현상이 발생합니다. 또한 두 가지 이유가 낮은 T 350–750nm ITO/ref의 84%와 비교하여 TCE #1 및 #2에 대해 얻은 값. 첫째, 잉크의 고농도 Cu NW(20mg mL −1 ) 높은 면적 분율 적용 범위로 이어집니다. 둘째, 열처리 과정에서 PET 기판이 손상되었습니다.

UV 처리된 TCE의 경우 두 가지 주요 특징이 관찰되었습니다. 첫째, Cu NW 농도를 10에서 20mg mL로 늘립니다. −1 시트 저항과 투명도를 모두 감소시켰습니다. 2분간의 UV 처리 후 R s가 42에서 31 Ω 제곱 −1 으로 감소했습니다. 및 해당 T 350–750nm , 87%에서 67%로. 4분간의 UV 치료 후 R s가 103에서 49Ω 제곱 −1 으로 감소했습니다. 및 해당 T 350–750nm , 89%에서 71%로. 이것은 이전에 보고된 이론 및 실험 결과와 일치합니다. NW로 덮인 면적 비율을 증가시키면 시트 저항과 TCE의 투명도가 모두 감소합니다[33,34,35,36]. 둘째, UV 조사 시간을 늘리면 R이 크게 증가합니다. s 그러나 약간만 투명합니다. 예를 들어 잉크 농도가 20mg mL −1 인 경우 , TCE #5(2분), #6(4분) 및 #7(6분)은 R 31, 49 및 236Ω sq −1 의 s , 해당 T 350–750nm 각각 67, 71 및 73%의 값입니다. 잉크 농도가 10mg mL −1 인 경우 TCE #3 및 #4, R s가 42에서 103 Ω 제곱으로 증가했습니다. −1 , 해당 T 350–750nm 87과 89%의 값. 이러한 성능은 Wang et al.의 산 처리된 TCE(30 및 60Ω sq −1 해당 T 550nm 83 및 90%) [10]. 또한 Mallikarjuna 등의 플래시 램프 처리 TCE(110 및 170Ω sq −1 각각의 T 550nm 90 및 95%) [31]. 농도가 10 및 20mg mL인 잉크에서 얻은 TCE −1 각각 4분과 6분 이상의 UV 처리 후에 비전도성이 되었습니다. 잉크 농도에 관계없이 낮은 R s는 2분의 UV 조사 후에 얻어졌습니다. 이것은 대부분의 유기물이 제거되었고 융합이 없음에도 불구하고 Cu NW가 밀접하게 접촉했음을 의미합니다. 이는 2분 후의 투명도가 더 긴 UV 처리 후의 투명도에 매우 가깝다는 사실로 확인되었습니다. 대기 중 UV 조사 시간이 길어지면 온도 상승으로 인해 산화가 발생했을 가능성이 있습니다. NW 표면의 산화물 층이 두꺼워져 접촉 저항이 증가했습니다. 그러나 투명도를 크게 낮추지 않을 정도로 얇게 유지했다. 2~6분의 시간 범위에서 매우 안정적인 투명도는 또한 UV 처리 중에 PET 기판이 열화되지 않았음을 의미합니다. 결과적으로 TCE #6 및 #7(20mg mL −1 )에서 NW로 덮인 높은 면적 부분만 잉크)가 T를 담당했습니다. 350–750nm ITO/ref보다 낮은 값. 실제로 잉크 농도가 10mg mL −1 인 경우 , T 350–750nm TCE #3(87%) 및 #4(89%)의 경우 ITO/ref보다 약간 높았습니다. (84%).

또한 T 750–2500nm ITO/ref보다 모든 Cu NW TCE에 대해 훨씬 더 높습니다. (50%). 이것은 PET 기질의 열화에도 불구하고 열처리된 TCE #1(65%) 및 #2(57%)에서 관찰할 수 있습니다. 이것은 UV 처리된 TCE, 특히 T 750–2500nm 각각 89%와 91%의 값입니다. 이는 Cu NW TCE가 IR 범위에서 투과율이 낮은 것으로 알려진 ITO보다 훨씬 더 나은 IR 이미징 및 감지, 전자기 차폐, 통신 또는 IR 태양 전지와 같은 응용 분야에 적합하다는 것을 의미합니다[1, 7, 25, 29].

마지막으로, 열처리 및 UV 처리된 Cu NW TCE에 대해 얻은 결과를 비교하면 후자 공정의 장점이 강조됩니다. 열처리된 TCE #1(25Ω sq −1 T와 함께 350–700nm =61%) 및 UV 처리된 TCE #3(31 Ω sq −1 T와 함께 350–700nm =67%). 그러나 UV 조사는 열처리보다 30배 이상 지속되었고 PET 기판을 손상시키지 않았고 제어된 분위기가 필요하지 않았습니다. 또한, 대기 중 UV 처리는 산업용 R2R 프로세스와 호환됩니다. 추가 작업은 R2R 플랫폼, 슬롯 다이, UV 램프 및 산성 수조를 사용하는 고속, 저비용, 대규모 생산을 고려할 것입니다[38, 39]. 15mL h −1 를 주입하는 주사기 펌프를 사용하여 실험실 규모에서 예비 테스트가 이미 실현되었습니다. 슬롯 다이의 Cu NW 잉크와 PET 기판을 10mm s −1 로 움직이는 테이블 . 지금까지 2×5cm 2 에서 얻은 결과 코팅은 100μm의 최적 심 너비와 80μm의 슬롯 다이-기판 간격을 제안했습니다.

결론

높은 종횡비(길이/직경 =1000) Cu NW는 습식 화학 촉매 보조 경로를 통해 합성되었습니다. 그런 다음 Meyer rod 기술을 사용하여 유연한 PET 기판에 TCE를 제작하는 데 사용되었습니다. NW 표면에서 유기 잔류물을 제거하고 낮은 시트 저항과 높은 투명도를 모두 얻기 위해 UV 처리 및 산욕을 수행했습니다. 이 방법은 기존의 열처리보다 30배 더 빠르고 제어된 분위기가 필요 없는 더 나은 결과를 제공했습니다. 42 및 103Ω 제곱 −1 , 해당 T 350–750nm 87%와 89%는 UV 처리된 TCE에서 얻은 최고의 성능으로 유연한 정전식 터치스크린에 대한 요구 사항에 맞습니다. 매우 흥미로운 결과는 Cu NW TCE의 투명도 값이 IR 범위에서 유지되었다는 것입니다. 여기서 참조 ITO TCE는 매우 낮은 T 750–2500nm 50%의. 따라서 이 연구를 위해 제작된 Cu NW TCE는 IR 이미징 및 IR 태양 전지와 같은 응용 분야에서 산화물 TCE에 대한 매우 유망한 대안입니다. 마지막으로, 이 연구에서 사용된 UV 및 아세트산 후처리뿐만 아니라 Cu NW 잉크 및 PET 기판은 산업용, 확장 가능, 고속, 저비용 R2R 공정과 호환됩니다.

약어

IPA:

이소프로필 알코올

IR:

적외선

ITO:

인듐 주석 산화물

NP:

나노입자

북서:

나노와이어

OM:

올레일아민

PET:

폴리에틸렌 테레프탈레이트

PVP:

폴리비닐피롤리돈

R2R:

롤투롤

TCE:

투명 전도성 전극

자외선:

자외선


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