用于柔性電子產品的AZO-石墨烯復合材料制備及性能研究.pdf

1、透明導電材料是一種具備優(yōu)異電學和光學性能的材料，在太陽能電池、液晶顯示器、觸摸屏及其它光電器件領域被大量使用，在這些領域中主要以透明導電薄膜的形式存在。目前，透明導電薄膜主要通過磁控濺射等方法制備在玻璃、硅片等硬質襯底，無法彎曲折疊。而柔性電子材料和柔性太陽電池是電子產品及新能源產業(yè)的發(fā)展方向。柔性太陽電池是解決當前太陽電池易碎、笨重、難以安裝在非平面結構的有效方案，并能與建筑、交通工具和電器很好地融為一體。目前普遍使用的透明導電電極是

2、銦錫氧化物(ITO)薄膜，但銦資源稀少，制膜設備昂貴、其薄膜無法彎曲折疊，發(fā)展不使用稀有資源的柔性透明導電薄膜有十分重要的實用價值。
　　本文制備了高長徑比的鋁摻雜氧化鋅(Al-doped ZnO，簡稱AZO)納米線，并與石墨烯復合，采用卷對卷工藝在柔性PET襯底上制備了透明導電薄膜。同時利用X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、能譜分析(EDS)、紫外可見分光光度計(UV-Vis)以及四探針測試儀對所制備材料的

3、形貌、結構和性能進行了表征。主要研究內容包括:
　　利用水熱法分別在硅片、FTO導電玻璃和載玻片三種襯底上制備了納米AZO。結果表明，在硅襯底上制備的材料呈現(xiàn)良好的一維線狀結構，AZO納米線與硅襯底垂直生長，具有良好的c軸取向。AZO納米棒長度約為0.5-1.5μm，直徑20-80nm，長徑比可達30-50，并且當Al的摩爾摻雜量在5％和7％時，具備較好的形貌。以載玻片為襯底制備的納米AZO材料，其形貌也為一維結構，并且Al摻雜量

4、不同時，形貌有所差異，其長徑比在10左右。以FTO導電玻璃為襯底制備的材料，其形貌為均勻的片層花瓣狀結構。
　　利用低溫水熱法在無襯底存在的條件下制備了長徑比高達100以上的AZO納米線，線與線相互交錯，構成網狀結構。通過改變實驗條件，制備出了片層、納米微球、花瓣狀等多種形貌的納米材料。利用熱分解法制備了長徑比達20左右的AZO納米線。利用溶膠凝膠法制備的納米材料則為由片層相互堆疊而成的AZO多級結構。并研究了添加劑HMTA、PE

5、G-400和pH值對水熱制備AZO納米結構的影響。
　　利用還原氧化石墨烯的方法制備了石墨烯，并在玻璃襯底用浸漬提拉法法制備了一層石墨烯薄膜，然后水熱制備了納米AZO。利用水熱、溶劑熱等方法制備了AZO/rGO復合材料，得到了多種不同形貌的復合材料。單次提拉石墨烯制備的復合材料薄膜比兩次提拉制備的復合材料薄膜透過率高，并且AZO/rGO復合材料薄膜的透過率比單一石墨烯薄膜的透過率高。四探針測試儀結果表明，采用卷對卷工藝在柔性PET