成果简介

柔性透明导电电极(TCE)是柔性电子和能源设备的重要组成部分。作为ITO（In2O3:Sn)的替代品，银纳米线的环境稳定性和附着力较差，限制了其发展。本文，上海大学杨连乔等研究人员在《ADVMATERINTERFACES》期刊发表名为“HighlyStableGraphene-BasedFlexibleHybridTransparentConductiveElectrodesforOrganicSolarCells”的论文，研究提出过渡金属碳化物和碳氮化物（称为MXene）插入银纳米线（AgNWs）和通过化学气相沉积生长的石墨烯(G)（AgNW/MXene/G）之间，以提高电极的导电性、附着力、粗糙度和稳定性。

纳米片填充网络的空隙，并将纳米线与石墨烯连接起来，以提供更多的导电通道。此外，由于制备过程中的溶剂蒸发效应和热效应，纳米线结点焊接在一起。基于独特的结构，所提出的复合TCE显示出低薄层电阻(18.1Ωsq-1)和高透光率（nm处为88.1%）。此外，与参考样品相比，复合TCE在不同环境条件下表现出稳定的电性能，包括热环境、暴露在空气中80天和弯曲次循环。最后，使用复合TCE制备柔性有机太阳能电池(OSC)，其显示出与基于ITO的OSC相媲美的效率。因此，柔性透明电极有望在太阳能电池、有机发光二极管等领域得到更广泛的应用

图文导读

图1、a)TCEs制备的示意图程序。b)具有不同MXene含量的混合薄膜的薄层电阻和c)透射光谱。

图2、a)AgNW、b)AgNW/MXene和c)AgNW/MXene/GTCE的SEM图像。d)AgNW/MXene/G薄膜的XPS光谱。e)G和AgNW/MXene/GTCE的拉曼光谱。f)AgNW和g)AgNW/MXene/GTCE的3DAFM图像。h)AgNW/MXene/GTCEs的AFM图像和穿过结的线的高度。

图3、a)不同TCE的力-位移曲线。b）AgNW/MXene/G薄膜在第一次剥离后的力-位移曲线，以及作为胶带测试次数的函数的电阻（插图）。c)各种TCE的水接触角。d)AgNW/MXene/G和ITO薄膜的UPS光谱。

图4、a)作为退火时间函数的不同薄膜的电阻变化。b)在环境条件下的长期稳定性测试期间不同薄膜的电阻变化。a)AgNW、b)AgNW/MXene、c)AgNW/MXene/GTCE在空气稳定性测试天后的SEM图像。

图5、a)作为通电时间函数的不同薄膜的电流变化。b)作为弯曲循环函数的不同薄膜的电阻变化。

图6、a)光伏器件结构的示意图。b)基于AgNW/MXene/G和基于ITO的OSCs的J-V曲线。

小结

总之，在柔性PEN基板上制备了一种新型的AgNW/MXene/G透明导电电极。该电极表现出良好的光电性能、较强的附着力和优异的稳定性。此外，制备了采用复合TCE的有机太阳能电池，其性能与基于ITO的TCE进行了比较。这种提议的透明电极在制造柔性电子设备方面具有巨大的应用潜力。

文献：

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