银纳米线网格的制备及其在OLED中的应用研究

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随着柔性光电器件的发展,传统的金属氧化物系透明导电薄膜,例如氧化铟锡由于其固有的缺点:制备工艺复杂、易碎、成本高、不可弯曲,已无法满足人们对柔性可穿戴设备的需求。基于纳米线的透明导电薄膜(Transparent conductive film,TCF)由于其优异的光电性能和可弯曲的特性,获得了国内外科研工作者的青睐。经过学者们的不断研究,基于金属纳米线的TCF(包括金、银、铜等)的性能不断提升,尤其对于银纳米线(AgNWs),有研究表明AgNWs可以获得与传统透明金属氧化物相当的薄膜电阻和透光率。现如今的纳米线成膜技术都会形成随机排布的纳米线网络。纳米线在随机排布过程中会出现多根纳米线相互叠加的情况,在降低方阻的同时会极大的减弱薄膜的透光率,薄膜的粗糙度也会急剧增大,在器件制备过程中,影响纳米线与功能层之间的接触。本文主要包括以下几部分内容:第一,我们通过多元醇法合成AgNWs,利用硝酸银溶液提供银源、乙二醇作为还原剂、三氯化铁提供的氯离子作为成核控制剂、聚乙烯吡咯烷酮作为表面覆盖剂。通过调整实验参数,使用SEM、AFM以及光学显微镜对AgNWs的生长情况进行表征,系统研究了不同参数比例对AgNWs生长的影响。第二,我们采用辅助搅拌法制备出双层十字交叉AgNWs网格。在乙二醇溶剂中,通过控制AgNWs的浓度、搅拌的时间、搅拌速度进行对比实验,分析不同因素对AgNWs薄膜的影响。通过对PET基底的预处理,增加AgNWs在基底上的表面附着力,并分析不同的预处理方式对基底附着力和粗糙度的影响。第三,我们在有序AgNWs薄膜的基础上制备出AgNWs/类石墨烯MoS2复合透明导电薄膜。通过磁控溅射的方法在AgNWs透明导电薄膜上镀一层MoS2,可以有效隔绝空气中的氧气,防止AgNWs发生氧化从而降低导电性能,同时溅射MoS2可以降低薄膜的表面粗糙度。通过控制MoS2薄膜的厚度来达到薄膜透光率和导电性的最佳平衡点。第四,为了提高AgNWs/MoS2薄膜的功函数,我们在MoS2上层旋涂一层配制的PEDOT:PSS溶液,制备出AgNWs/MoS2/PEDOT:PSS复合TCF,并以此薄膜作为阳极材料制备出柔性绿光OLED器件。我们对所制备的器件的光电性能进行测试,并与以ITO为阳极的OLED的性能进行对比。有序AgNWs薄膜可以有效减少节点率,降低薄膜粗糙度,增加其导电性能和透光性能。MoS2和PEDOT:PSS的引入有效降低了薄膜的表面粗糙度,提高了薄膜的功函数,为降低器件的启动电压提供了可能。
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