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《AEM》综述:无氧化铟锡柔性太阳能电池中银纳米线透明导电电极

 材料科学网 2021-03-06
银纳米线(AgNWs)作为替代铟锡氧化物以制造具有成本效益的柔性有机太阳能电池(FOSC)的主要材料,由于其卓越的溶液加工、柔性、透明性和导电性而被介绍。该材料在光散射、等离激元效应、近红外区域的透射率方面具有增强的性能。AgNW的缺点是它们的高粗糙度、对基材的低粘附性、大气腐蚀、在紫外线和可见光下的降解以及在电线与电线的连接处接触不良,因此必须在其用于商业FOSC应用之前加以解决。
 
本综述讨论了所有候选材料(例如石墨烯、碳纳米管、金属网格和导电聚合物)之间的比较,以及有关解决将AgNW用作柔性透明导电电极(TCE)的这些问题的最新进展的报告。另外,总结了有关基于AgNW制造高效的FOSC的最新出版物。讨论的有关AgNWs-TCE的问题不仅适用于FOSC,而且可以推广到其他第三代太阳能电池,例如钙钛矿太阳能电池和染料敏化太阳能电池。此外,它们还为其他光电应用提供了参考,例如有机发光二极管、液晶显示器、智能窗、触摸屏和加热器。

论文链接:
https://onlinelibrary./doi/abs/10.1002/aenm.202002536



图1.三代太阳能电池的分类。

图2.自组装银纳米颗粒的涂层示意图和热转印工艺用以制造浮雕和凹版网状银网。

图3.从a)浮雕型Ag网络和b)凹版型Ag网络获得的表面FESEM图像。扩大的Ag网络c)浮雕型Ag网络和d)凹版型Ag网络。

图4.与AgNW相比,银纳米环(AgNRs)的光电性能得到改善。

图5.AgNWs(D = 200 nm)测得的雾含量与银含量的关系。实线表示使用线性回归的趋势线。
 

图6.a)三种类型的透明导电材料(ITO,FTO和AgNWs网络)的弯曲下的薄层电阻和b)光学总透射率。

图7.通过接触转移方法将AgNWs嵌入聚合物基材中以制造TCF的过程。
 
AgNWs / AgNRs和其他溶液工艺替代品(例如石墨烯、碳纳米管、金属网格和导电聚合物)是替代ITO的主要候选产品。AgNW / AgNR由于其出色的透明性和导电性、增强的光散射特性、等离激元效应、高柔韧性和近红外透射率为制造高柔韧性、高成本效益和高效率的FOSC提供了高度有利的选择。但是,这些候选材料还具有较高的粗糙度、在基材上的低粘附性、增加的线对线交叠以及对空气的不稳定性,这些缺点在用于商业OSC之前需要进行优化。(文:SSC)

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