Page 99 - 《精细化工》2022年第8期
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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