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光电子有机颜料;透明导电银膜。

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光电用有机颜料
俄勒冈州立大学的研究人员正在进行调查xylindein这是一种由真菌产生的有机色素,在电子或光电应用中寻找低成本、可持续的硅替代品,在这些应用中,硅的高性能不被要求。

Xylindien是由两种食木真菌在Chlorociboria属分泌。任何被真菌感染的木材都会染上蓝绿色,长期以来一直受到艺术家们的追捧。这种颜料非常稳定,以至于500年前制造的装饰产品仍然呈现出独特的色调。它能抵抗长时间暴露在高温、紫外线和电压力下。

俄勒冈州立大学物理系教授奥克萨娜·奥斯特沃霍娃(Oksana Ostroverkhova)说:“如果我们能了解这些真菌产生的色素为何如此稳定的秘密,我们就可以解决有机电子学存在的问题。”“此外,许多有机电子材料的生产成本太高,所以我们希望以一种生态友好的方式做一些对经济有利的低成本产品。”


被产木胶二烯的氯丝虫真菌折磨的木材。(来源:俄勒冈州立大学)

然而,以目前的制造技术,木聚糖往往形成多孔、不规则、“岩石”结构的不均匀薄膜,导致许多性能变化,阻碍了大规模应用。

为了提高木lindein薄膜的质量,该团队将其与透明、不导电的聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合。他们将原始木lindein和木lindein - pmma混合物滴铸溶液到玻璃基板上的电极上进行测试。

他们发现,这种非导电聚合物极大地改善了薄膜结构,而对木lindein的电学性能没有不利影响。此外,混合膜具有较好的光敏性。

Ostroverkhova说:“为什么会发生这种情况,以及它在太阳能电池中的潜在价值,是我们在未来研究中要研究的。”“我们还将研究用一种天然产品取代聚合物——一种由纤维素制成的可持续产品。我们可以从纤维素中培养色素,并能够制造一个随时可以使用的设备。”

她补充说:“木lindein永远不会打败硅,但对于许多应用来说,它不需要打败硅。”“它可以很好地沉积在大而灵活的基片上,比如制造可穿戴电子产品。”

透明导电银膜
来自南丹麦大学的研究人员提出了一种大规模制造的新方法透明导电电极膜基于纳米图案银。

目前大多数透明电极是由氧化铟锡(ITO)制成的,其透明度可达92%,与玻璃相当。虽然高度透明,但ITO薄膜必须经过仔细加工才能达到可复制的性能,而且它太脆,不能用于柔性电子产品或显示器。

由于银比目前用于制造这些电极的材料更不脆,更耐化学腐蚀,这种新薄膜可以为柔性屏幕和电子产品提供高性能和持久的选择。

该团队使用胶体光刻技术制造了透明导电银薄膜。他们首先在一块10厘米的晶圆上涂上一层大小均匀、紧密包裹的塑料纳米颗粒,从而制造出一层掩蔽层。研究人员将这些涂有涂层的晶圆放入等离子炉中,以均匀地缩小所有颗粒的大小。在掩蔽层上沉积了一层银薄膜后,他们溶解了塑料颗粒,留下了一种允许光线通过的孔洞图案,从而产生了一种导电的光学透明薄膜。


胶体光刻技术被用于制造透明导电薄膜。(a)制造过程的示意图。(b)银沉积后的单个纳米孔,塑料颗粒的沉积和溶解。比例尺:200nm。(c)在均匀粒子单层上沉积银薄膜的低倍率显微照片,证明大规模可行性。比例尺:50微米。(d)旋涂后,在等离子炉中短时间(60秒)后,在基材上形成颗粒单层:比比尺:2微米。(e)在等离子炉中长时间(3分钟)后的颗粒单层,表明即使在显著减小尺寸后,原始颗粒位置仍被保留。比例尺:10微米。(资料来源:南丹麦大学Jes Linnet)

南丹麦大学的博士生Jes Linnet说:“我们用于制造的方法具有高度的可重复性,并创建了一种化学稳定的结构,在透明度和导电性能之间进行了可调的权衡。”“这意味着,如果一个设备需要更高的透明度,但导电性更低,可以通过改变薄膜的厚度来适应。”

该方法可用于制造透光率高达80%的银透明电极,同时将电片电阻保持在每平方10欧姆以下——大约是具有同等透明度的碳纳米管基薄膜的十分之一。



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