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石墨烯/银纳米线复合透明电极的制备及其在有机电致发光器件中的应用

鲍俊  
【摘要】:透明电极是主要应用在兼具高光透过率和电流传输特性的平面显示、太阳能电池、触控面板等IT产业领域的核心部件。众所周知,氧化铟锡(ITO)作为最为广泛使用的透明电极已经被应用在光电器件中长达数十年。但是ITO存在以下问题:柔性度受限、铟资源昂贵、稀缺、不耐酸和碱。ITO已经严重制约了柔性光电器件的发展,因此从长远来看,寻找一种合适的可替代ITO的柔性电极材料是非常必要的。石墨烯和银纳米线复合电极因其高透光性和低方块电阻特性得到了越来越多的关注。本文围绕石墨烯与银纳米线复合电极的制备、性能分析和器件应用三个方面展开研究,做了如下的工作:(1)根据真空制备的原理和特点,制定了合理的复合薄膜制备方案。按照该方案制备了均匀柔性石墨烯与银纳米线复合薄膜。(2)研究了复合电极的方块电阻、光透过率、功函数、表面粗糙度和柔韧性等性能参数。从器件应用的角度对复合电极各个性能参数的需求范围、实验结果以及影响因素进行了分析。结果表明,当银纳米线浓度在0.4~0.8mg/L时,复合电极具有低方块电阻、高透过率、高功函数、低粗糙度和良好柔韧度等性能,能够满足有机电致发光器件对透明电极的应用需求。(3)研究了复合电极的载流子传输模型,分析了不同银纳米线与石墨烯匹配度情况下,复合电极的载流子传输特性。并通过霍尔效应测试复合电极的载流子浓度和迁移率的变化规律进行了实验验证。结果表明,随着复合电极中银纳米线浓度的增加,载流子浓度先降低后升高,载流子迁移率逐渐降低。(4)制备了基于石墨烯与银纳米线复合电极的有机电致发光器件。测试了器件的发光光谱、电压-电流密度特性、电压-发光亮度特性以及电压-电流效率特性等性能。测试结果显示,复合电极基有机电致发光器件的光电性能优于石墨烯基器件;银纳米线浓度为0.8mg/L时,复合电极基OLED器件性能最佳。


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