Page 99 - 《精细化工》2022年第8期
P. 99

第 8 期                     杨聪颖,等:  室温溶液制备半嵌入银纳米线复合透明电极                                   ·1599·


                 以上结果表明,将质量分数 0.50%的 HEC 溶液
            涂覆在 AgNWs-PET 裸银纳米线电极表面,室温干
            燥后,能够显著降低其薄层电阻。后续测试中的复
            合电极均涂覆质量分数 0.50% HEC 溶液。
            2.3   涂覆 HEC 对电极表面以及导电网络形态的影响
                 纤维素为不导电聚合物,涂覆于电极表面时,
            显著提高了电极的导电性,为了探究 HEC 膜对电极
            表面以及导电网络形态的影响,对 1#~4#电极涂覆
            HEC 溶液前后的表面进行 AFM 表征,结果如图 4
            所示。
                 图 4a1~d1 分别为 AgNWs-PET 电极涂覆 HEC 溶
            液前的 AFM 表面形貌,1#~4#电极对应的薄层电阻
            分别为 100.0、45.0、27.0 和 12.5 Ω/sq,对应的均方
            根粗糙度(R q0 )依次为 40.8、52.2、69.3 和 91.0 nm。
            图 4a2~d2 分别为 AgNWs-PET 电极涂覆 HEC 溶液
            后的 AFM 表面形貌,1#~4#复合电极对应的薄层电
            阻分别为 46.0、29.0、14.0 和 8.7 Ω/sq,与之对应的
            均方根粗糙度(R q)依次为 35.5、43.7、50.4 和 61.2 nm。
                                                               图 4  1#~4#裸银纳米线电极(a1~d1)和对应的复合电极
            从不同薄层电阻的电极对应的 AFM 表面形貌可以
                                                                    (a2~d2)的 AFM 照片及其均方根粗糙度对比图(e)
            看出,电极薄层电阻变小的过程中,AgNWs 的线密                          Fig.  4    AFM images of the surfaces of  1#~4# bare silver
            度逐渐增大。为了更直观地看出电极粗糙度的变化,                                  nanowire electrodes  (a1~d1) and  their corresponding
            对以上数据进行整理,1#~4#电极涂覆 HEC 溶液前                              composite electrodes (a2~d2), and diagram of
                                                                     root mean square roughness comparison (e)
            后粗糙度的对比关系如图 4e 所示。
                                                                   结果表明,电极表面涂覆 HEC 溶液后,均方根
                                                               粗糙度都较涂覆前有所降低,并且电极的初始薄层
                                                               电阻越小,对应的均方根粗糙度越大,涂覆 HEC 溶
                                                               液后均方根粗糙度下降得越多。由于电极表面银纳
                                                               米线网络粗糙的拓扑结构会导致设备发生故障                     [18] ,
                                                               在电极表面涂覆 HEC 溶液,有利于降低其表面粗糙
                                                               度带来的影响。
                                                                   以 2#电极为例,对其 AFM 照片进一步处理。
                                                               图 5a1 为裸银纳米线电极表面 AFM 高度照片,图中
                                                               银纳米线(箭头 1、2)的测量高度(图 5a2)分别
                                                               为 142.42 和 75.92 nm,线结(箭头 3)处的测量高
                                                               度(图 5a2)为 199.36 nm,其值小于银纳米线(箭
                                                               头 1、2)的高度之和 218.34 nm。由于银纳米线是
                                                               由十面体孪晶种子生长而来,单根银纳米线的直径
                                                               处处相同,而测量高度 199.36 nm 与 218.34 nm 在数
                                                               值上不相等,表明箭头 1、2 处银纳米线的测量高度
                                                               至少有一处大于其实际直径,说明银纳米线与基底
                                                               没有紧密贴合,存在间隙。图 5b1 为复合电极表面
                                                               的 AFM 高度照片,由图可知,银纳米线(箭头 1、
                                                               2)的测量高度(图 5b2)分别为 114.83 和 24.82 nm,
                                                               明显小于使用的银纳米线尺寸,尤其是箭头 2 处的
                                                               区域,银纳米线几乎完全嵌入纤维素薄膜中;箭头
                                                               3 处为银纳米线的线结,测量高度(图 5b2)为
   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104