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Polyimide impregnated silver nanowire-titanium oxide core–shell nanostructures as ultra-stable flexible transparent electrode for multiple applications
Journal of Industrial and Engineering Chemistry ( IF 5.9 ) Pub Date : 2024-07-17 , DOI: 10.1016/j.jiec.2024.07.032 Esther Dimngaihvungi , Atul Kumar Singh , Balaram Pani , Ashish Kumar Singh , Manjeet Singh
Journal of Industrial and Engineering Chemistry ( IF 5.9 ) Pub Date : 2024-07-17 , DOI: 10.1016/j.jiec.2024.07.032 Esther Dimngaihvungi , Atul Kumar Singh , Balaram Pani , Ashish Kumar Singh , Manjeet Singh
Silver nanowires (AgNWs)-based flexible-transparent conducting electrode (f-TCE) have various optoelectronic applications. Although, bare AgNW-based f-TCE faces challenges of poor adhesion with the substrate, rough surface and low thermal stability. In this work, we demonstrate preparation of f-TCE by coating a very thin layer of TiO over AgNWs to form AgNW-TiO core–shell structures. Due to very thin TiO film in core–shell structure, the amorphous TiO converted into crystalline and delivered excellent conductivity at low curing temperature of 100 °C. The adhesion and roughness issues are solved by impregnating the core–shell AgNW-TiO within polyimide (PI) matrix. The PI impregnated AgNW-TiO core–shell structure as f-TCE delivered excellent stability after 5000 times of bending and number of peeling off cycles. The as prepared f-TCE delivered sheet resistance (Rs) of 8.61 Ω/sq with transmittance of 85 % at 550 nm and Rs of 4.2 Ω/sq with transmittance of 81 % when cured at 250 °C. The surface temperature of f-TCE was found to increase up to 90 °C in 40 s after applying 4 V of supply indicating its potential as transparent heater. In addition to that the CIGS solar cell fabricated by utilization of our f-TCE exhibited efficiency of 9.6 %, demonstrating its applicability for photovoltaic applications.
中文翻译:
聚酰亚胺浸渍银纳米线-氧化钛核壳纳米结构作为超稳定柔性透明电极,适用于多种应用
基于银纳米线(AgNW)的柔性透明导电电极(f-TCE)具有多种光电应用。然而,裸露的AgNW基f-TCE面临着与基底附着力差、表面粗糙和热稳定性低的挑战。在这项工作中,我们展示了通过在 AgNW 上涂覆一层非常薄的 TiO 来形成 AgNW-TiO 核壳结构来制备 f-TCE。由于具有核壳结构的非常薄的 TiO2 薄膜,非晶态 TiO2 转化为晶体,并在 100 °C 的低固化温度下提供优异的导电性。通过将核壳型 AgNW-TiO 浸渍到聚酰亚胺 (PI) 基质中,可以解决粘附性和粗糙度问题。 PI 浸渍 AgNW-TiO 核壳结构作为 f-TCE 在 5000 次弯曲和多次剥离循环后仍具有优异的稳定性。所制备的 f-TCE 在 550 nm 处的方块电阻 (Rs) 为 8.61 Ω/sq,透光率为 85%;在 250 °C 固化时,Rs 为 4.2 Ω/sq,透光率为 81%。在施加 4 V 电源后,发现 f-TCE 的表面温度在 40 秒内升至 90 °C,表明其作为透明加热器的潜力。此外,利用我们的 f-TCE 制造的 CIGS 太阳能电池的效率为 9.6%,证明了其在光伏应用中的适用性。
更新日期:2024-07-17
中文翻译:
聚酰亚胺浸渍银纳米线-氧化钛核壳纳米结构作为超稳定柔性透明电极,适用于多种应用
基于银纳米线(AgNW)的柔性透明导电电极(f-TCE)具有多种光电应用。然而,裸露的AgNW基f-TCE面临着与基底附着力差、表面粗糙和热稳定性低的挑战。在这项工作中,我们展示了通过在 AgNW 上涂覆一层非常薄的 TiO 来形成 AgNW-TiO 核壳结构来制备 f-TCE。由于具有核壳结构的非常薄的 TiO2 薄膜,非晶态 TiO2 转化为晶体,并在 100 °C 的低固化温度下提供优异的导电性。通过将核壳型 AgNW-TiO 浸渍到聚酰亚胺 (PI) 基质中,可以解决粘附性和粗糙度问题。 PI 浸渍 AgNW-TiO 核壳结构作为 f-TCE 在 5000 次弯曲和多次剥离循环后仍具有优异的稳定性。所制备的 f-TCE 在 550 nm 处的方块电阻 (Rs) 为 8.61 Ω/sq,透光率为 85%;在 250 °C 固化时,Rs 为 4.2 Ω/sq,透光率为 81%。在施加 4 V 电源后,发现 f-TCE 的表面温度在 40 秒内升至 90 °C,表明其作为透明加热器的潜力。此外,利用我们的 f-TCE 制造的 CIGS 太阳能电池的效率为 9.6%,证明了其在光伏应用中的适用性。