Adv. Mater.：卷對卷工藝生產大面積銀納米纖維網絡電極材料并應用于柔性電致變色器件

【前言】

電致變色智能窗（ECSWs）被認為是極有前途的節能調光設備。然而，目前ECSWs所使用的電極依然停留在傳統剛性透明電極上，其中常用的電極材料有銦錫氧化物和氟摻雜氧化錫。顯而易見，傳統剛性透明電極制約了ECSWs的大規模化和柔性化。盡管研究者們已探索了許多柔性透明電極制備方法，但是大規模生產柔性透明電極仍然是具有挑戰性的任務。

【成果簡介】

近日，北京郵電大學雷鳴教授和清華大學伍暉副教授（共同通訊作者）在Advanced Materials上發表了一篇名為“Roll-to-Roll Production of Transparent Silver-Nanofiber-Network Electrodes for Flexible Electrochromic Smart Windows”的文章。該文章提出了一種非加熱型的卷對卷(Roll to Roll)工藝，應用于生產柔性、大面積、透明的銀納米纖維網絡電極(AgNF)材料。該材料擁有極高的可見光透過率（95%）、良好的力學強度、柔性、和優異的導電性能（12 Ω sq^?1）。此外，利用該銀納米纖維網絡電極(AgNF)組裝成電致變色智能窗（ECSWs）具有切換時間短、著色效率和靈活性好等優異性能。

【圖文導讀】

圖1：卷對卷工藝制備柔性銀納米纖維網絡結構(AgNF)

(a).卷對卷工藝流程圖；

(b).透明銀納米纖維網絡電極材料圖片；

(c).銀納米纖維的SEM圖。

圖2：銀納米纖維網絡結構(AgNF)的微結構與形成機制

(a).銀納米纖維的XRD譜圖；

(b).紫外照射前與照射3小時后銀納米纖維的拉曼光譜；

(c).不同照射時間下，銀納米纖維的SEM圖；

(d).銀納米纖維網絡的SEM圖與銀元素能譜圖；

(e).銀納米纖維的TEM圖；

(f).Ag、C、N、O的AES逐層掃描元素測試；

(g).高分辨率銀納米纖維TEM圖。

圖3：銀納米纖維網絡(AgNF)的電、光、力學性能測試

(a).銀納米纖維網絡和其他透明電極的方塊電阻和光學透過率；

(b). 使用銀納米纖維網絡點亮LED的展示，透過率為94%；

(c, d, e).拉力、彎曲半徑與彎折次數對銀納米纖維與銀薄膜電阻的影響；

(f).彎曲的單根銀納米線的SEM圖；

(g).PET/AgNF/PET 反復彎曲后的穩定性測試。

圖4：銀納米纖維(AgNF)電致變色智能窗性能測試

(a, b).柔性A4紙大小的AgNF電致變色窗的結構與照片；

(c, d).AgNF與ITO基電致變色窗的電流響應測試與透過率響應測試；

(e).前十個周期AgNF與ITO基電致變色窗的著色效率曲線。

【小結】

研究者研發出一種卷對卷的制備方法可以大面積制備柔性銀納米纖維網絡電極材料。該材料同時擁有優異的光、力、電學性能。用其制備的電致變色器件的性能也比同類的ITO電極電致變色器件擁有更加優異的性能。這項工作為大規模柔性電致變色智能窗走向工業化邁出了巨大的一步。

文獻鏈接：Roll-to-Roll Production of Transparent Silver-Nanofiber-Network Electrodes for Flexible Electrochromic Smart Windows (Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201703238)

本文由材料人電子電工學術組劉于金供稿，材料牛整理編輯。

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