CN109585642A - 一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 - Google Patents
一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109585642A CN109585642A CN201811313390.2A CN201811313390A CN109585642A CN 109585642 A CN109585642 A CN 109585642A CN 201811313390 A CN201811313390 A CN 201811313390A CN 109585642 A CN109585642 A CN 109585642A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesium
- layer
- film
- magnesium zinc
- zinc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn] Chemical compound [Mg].[Zn] PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 107
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 16
- 241001148715 Lamarckia aurea Species 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 74
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 72
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000002061 nanopillar Substances 0.000 claims description 20
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 12
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DSNPLDSHAIHTPA-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn].[N+](=O)(O)[O-] Chemical compound [Mg].[Zn].[N+](=O)(O)[O-] DSNPLDSHAIHTPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YLCFCUAHZBHEDH-UHFFFAOYSA-N acetic acid;magnesium;zinc Chemical group [Mg].[Zn].CC(O)=O YLCFCUAHZBHEDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 3
- 150000004816 dichlorobenzenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 3
- 101150015738 Fev gene Proteins 0.000 description 2
- 102100037681 Protein FEV Human genes 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
- H10N30/706—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings characterised by the underlying bases, e.g. substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
一种基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机,它包括一柔性PET,所述的柔性PET上自下而上依次制备有:1)银纳米线导电薄膜层,并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极;2)在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌镁薄膜层;3)在所述氧化锌镁薄膜层之上制备氧化锌镁纳米阵列,获得柔性的氧化锌镁纳米柱阵列;4)在所述氧化锌镁纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层;5)在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层;6)在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接,通过导电浆料将铜丝焊接,采用环氧树脂封装焊接处,封装后连接至载体,即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机及制备方法,属于纳米发电机技术领域。
背景技术
作为二十一世纪的重要高新科技领域,纳米发电机正经历前所未有的高速发展期。目前的纳米发电机可以包括压电纳米发电机和摩擦纳米发电机。压电纳米发电机的基本原理是纳米线在外力拉伸或压缩是,纳米线中产生压电势能,相应的瞬变电流在两端流动以平衡费米能级,从而产生电能。
随着当前电子时代的发展,比如电子皮肤、可伸缩电路器件等柔性可穿戴的电子器件在我们日常生活中起到了越来越大的作用。纳米发电机能够自发的将机械能转变成电能,这种能量转变在能源再生的各个方面引起了广泛的关注。该装置可应用于便携式电子、人体环境自发电和生物传感器等多方面用途。
纳米发电机的底电极通常采用柔性基底通过溅射或真空沉积制备的ITO薄膜作为底电极,柔性ITO薄膜方法制备复杂,价格昂贵,且ITO薄膜的抗弯折性能不佳,通常弯折数百次后ITO薄膜电学性能显著下降。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种制备过程简单,价格低廉,实用性强,易于大规模生产的基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机及制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的,一种基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机,它包括一柔性PET,所述的柔性PET上自下而上依次制备有:
1)银纳米线导电薄膜层,并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极;
2)在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌镁薄膜层;
3)在所述氧化锌镁薄膜层之上制备氧化锌镁纳米阵列,获得柔性的氧化锌镁纳米柱阵列;
4)在所述氧化锌镁纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层;
5)在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层;
6)在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接,通过导电浆料将铜丝焊接,采用环氧树脂封装焊接处,封装后连接至载体,即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。
作为优选:所述银纳米线的平均长度为3-200微米,银纳米线平均直径为20-200纳米,银纳米线薄膜平均厚度是200-2000nm,银纳米线薄膜的方块电阻为20-300Ω/Sq;
所述氧化锌镁薄膜厚度是15-300nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
所述氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-6000nm,氧化锌镁纳米柱直径为50-200 nm,氧化锌镁纳米阵列间距为50-100nm;
所述活性层、空穴传输层的厚度是10-150nm;
所述金顶电极层厚度范围为30-100nm;
所述铜线采用导电浆料焊接至电极,导电浆料包括导电硅胶,导电碳胶,导电银浆,导电浆料焊接电极后可采用100-150℃加热10-30分钟固化焊接点。
一种如上所述基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机的制备方法,所述的制备方法包括以下步骤:
(a)清洗柔性PET:先用洗涤剂进行清洗,再采用乙醇超声清洗,最后采用去离子水超声清洗,最后用去离子水清洗,干燥后的柔性PET基底保持在氮气环境中;
(b)制备银纳米线薄膜:取1-10 mg/ml的银纳米线醇分散液,将柔性PET放置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜,烘干后薄膜即形成,所述银纳米线薄膜厚度是200-1000nm;
(c)制备氧化锌镁薄膜:将锌镁化合物,二乙醇胺和乙醇在40-100℃下混合并进行反应,陈化24h后形成氧化锌镁溶胶,锌镁的浓度为0.01-1mol/L,二乙醇胺与锌镁的物质的量比为1:1;将上述薄膜置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜/氧化锌镁薄膜,烘干后薄膜即形成,氧化锌镁薄膜厚度范围是10-200nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
(d)制备氧化锌镁纳米柱: 将上述薄膜置于烧杯中,薄膜面朝下,通过水热法生长获得氧化锌镁纳米柱,即获得玻璃基板/银纳米线/氧化锌镁薄膜/氧化锌镁纳米柱,氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-2000nm;
(e)制备空穴传输层/活性层保护层:将上述氧化锌镁纳米柱置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法制备空穴传输层/活性层保护层,即P型保护层,将PEDOT:PSS溶液或 2-10mg/ml的P3HT/氯苯溶液滴于上述薄膜之上,通过旋转涂膜形成P型保护层,成膜后采用150摄氏度加热20分钟固化P型保护层;
(f)通过丝网印刷的方法制备金属或非金属金顶电极层,成膜后采用150摄氏度加热30分钟固化电极层,固化后电极层方阻在30欧姆以下;或采用真空蒸镀或溅射等真空方法制备电极层。
作为优选: 所述步骤(c)中,所述锌镁源为醋酸锌镁,硝酸锌镁或乙酰丙酮锌镁中的一种或多种;
所述步骤(e)中,所述P型保护层为PEDOT:PSS溶液,或P3HT、PTB7聚合物受体材料,上述聚合物受体材料溶液可以选用氯苯或二氯苯中的一种;
所述步骤(f)中,所述电极采用铝浆料,银浆料,或金浆料丝网印刷制备,也可采用非金属碳浆料丝网印刷制备;所述电极采用真空蒸镀,溅射,电子束热蒸发方法制备。
本发明所述的多层薄膜具有极好的柔性特征,拉伸特性,其综合性能远远优于ITO薄膜,制备过程简单,价格低廉,因此拥有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的制备流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍:图1所示,本发明所述的一种基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机,它包括一柔性PET1,所述的柔性PET1上自下而上依次制备有:
1)银纳米线导电薄膜层2,并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极;
2)在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌镁薄膜层3;
3)在所述氧化锌镁薄膜层之上制备氧化锌镁纳米阵列4,获得柔性的氧化锌镁纳米柱阵列;
4)在所述氧化锌镁纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层5;
5)在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层6;
6)在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接,通过导电浆料将铜丝焊接,采用环氧树脂封装焊接处,封装后连接至载体,即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。
作为优选:所述银纳米线的平均长度为3-200微米,银纳米线平均直径为20-200纳米,银纳米线薄膜平均厚度是200-2000nm,银纳米线薄膜的方块电阻为20-300Ω/Sq;
所述氧化锌镁薄膜厚度是15-300nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
所述氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-6000nm,氧化锌镁纳米柱直径为50-200 nm,氧化锌镁纳米阵列间距为50-100nm;
所述活性层、空穴传输层的厚度是10-150nm;
所述金顶电极层厚度范围为30-100nm;
所述铜线采用导电浆料焊接至电极,导电浆料包括导电硅胶,导电碳胶,导电银浆,导电浆料焊接电极后可采用100-150℃加热10-30分钟固化焊接点。
一种如上所述基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机的制备方法,所述的制备方法包括以下步骤:
(a)清洗柔性PET7:先用洗涤剂进行清洗,再采用乙醇超声清洗,最后采用去离子水超声清洗,最后用去离子水清洗,干燥后的柔性PET基底保持在氮气环境中;
(b)制备银纳米线薄膜8:取1-10 mg/ml的银纳米线醇分散液,将柔性PET放置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜,烘干后薄膜即形成,所述银纳米线薄膜厚度是200-1000nm;
(c)制备氧化锌镁薄膜9:将锌镁化合物,二乙醇胺和乙醇在40-100℃下混合并进行反应,陈化24h后形成氧化锌镁溶胶,锌镁的浓度为0.01-1mol/L,二乙醇胺与锌镁的物质的量比为1:1;将上述薄膜置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜/氧化锌镁薄膜,烘干后薄膜即形成,氧化锌镁薄膜厚度范围是10-200nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
(d)制备氧化锌镁纳米柱10: 将上述薄膜置于烧杯中,薄膜面朝下,通过水热法生长获得氧化锌镁纳米柱,即获得玻璃基板/银纳米线/氧化锌镁薄膜/氧化锌镁纳米柱,氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-2000nm;
(e)制备空穴传输层/活性层保护层11:将上述氧化锌镁纳米柱置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法制备空穴传输层/活性层保护层,即P型保护层,将PEDOT:PSS溶液或 2-10 mg/ml的P3HT/氯苯溶液滴于上述薄膜之上,通过旋转涂膜形成P型保护层,成膜后采用150摄氏度加热20分钟固化P型保护层;
(f)通过丝网印刷的方法制备金属或非金属金顶电极层12,成膜后采用150摄氏度加热30分钟固化电极层,固化后电极层方阻在30欧姆以下;或采用真空蒸镀或溅射等真空方法制备电极层。
作为优选: 所述步骤(c)中,所述锌镁源为醋酸锌镁,硝酸锌镁或乙酰丙酮锌镁中的一种或多种;
所述步骤(e)中,所述P型保护层为PEDOT:PSS溶液,或P3HT、PTB7聚合物受体材料,上述聚合物受体材料溶液可以选用氯苯或二氯苯中的一种;
所述步骤(f)中,所述电极采用铝浆料,银浆料,或金浆料丝网印刷制备,也可采用非金属碳浆料丝网印刷制备;所述电极采用真空蒸镀,溅射,电子束热蒸发方法制备。
本发明的其它实施例可以通过在中间层以及氧化锌纳米阵列上均引入镁掺杂,制备氧化锌镁纳米柱,从而调节氧化锌带隙特征,进而改进上述纳米发电机性能。
本发明所述的实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案,同样都在本发明要求保护的范围内;同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中,在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案),而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系,其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换,特别声明的除外。
Claims (4)
1.一种基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机,它包括一柔性PET,其特征在于所述的柔性PET上自下而上依次制备有:
1)银纳米线导电薄膜层,并构成由柔性PET/银纳米线导电层薄膜层复合的底电极;
2)在所述柔性PET/银纳米线导电层薄膜层之上制备氧化锌镁薄膜层;
3)在所述氧化锌镁薄膜层之上制备氧化锌镁纳米阵列,获得柔性的氧化锌镁纳米柱阵列;
4)在所述氧化锌镁纳米柱阵列之上制备活性层、空穴传输层;
5)在上述活性层、空穴传输层上制备金顶电极层;
6)在底电极和金顶电极层两个金属电极之间用铜线连接,通过导电浆料将铜丝焊接,采用环氧树脂封装焊接处,封装后连接至载体,即完成基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机。
2.根据权利要求1所述的基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机,其特征在于:
所述银纳米线的平均长度为3-200微米,银纳米线平均直径为20-200纳米,银纳米线薄膜平均厚度是200-2000nm,银纳米线薄膜的方块电阻为20-300Ω/Sq;
所述氧化锌镁薄膜厚度是15-300nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
所述氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-6000nm,氧化锌镁纳米柱直径为50-200 nm,氧化锌镁纳米阵列间距为50-100nm;
所述活性层、空穴传输层的厚度是10-150nm;
所述金顶电极层厚度范围为30-100nm;
所述铜线采用导电浆料焊接至电极,导电浆料包括导电硅胶,导电碳胶,导电银浆,导电浆料焊接电极后可采用100-150℃加热10-30分钟固化焊接点。
3.一种如权利要求1或2所述基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机的制备方法,其特征在于所述的制备方法包括以下步骤:
(a)清洗柔性PET:先用洗涤剂进行清洗,再采用乙醇超声清洗,最后采用去离子水超声清洗,最后用去离子水清洗,干燥后的柔性PET基底保持在氮气环境中;
(b)制备银纳米线薄膜:取1-10 mg/ml的银纳米线醇分散液,将柔性PET放置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜,烘干后薄膜即形成,所述银纳米线薄膜厚度是200-1000nm;
(c)制备氧化锌镁薄膜:将锌镁化合物,二乙醇胺和乙醇在40-100℃下混合并进行反应,陈化24h后形成氧化锌镁溶胶,锌镁的浓度为0.01-1mol/L,二乙醇胺与锌镁的物质的量比为1:1;将上述薄膜置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法获得银纳米线薄膜/氧化锌镁薄膜,烘干后薄膜即形成,氧化锌镁薄膜厚度范围是10-200nm,上述银纳米线/氧化锌镁薄膜的方块电阻低于30欧姆Ω/Sq;
(d)制备氧化锌镁纳米柱: 将上述薄膜置于烧杯中,薄膜面朝下,通过水热法生长获得氧化锌镁纳米柱,即获得玻璃基板/银纳米线/氧化锌镁薄膜/氧化锌镁纳米柱,氧化锌镁纳米柱高度范围在500nm-2000nm;
(e)制备空穴传输层/活性层保护层:将上述氧化锌镁纳米柱置在旋转涂膜机之上,用旋转涂膜的方法制备空穴传输层/活性层保护层,即P型保护层,将PEDOT:PSS溶液或 2-10mg/ml的P3HT/氯苯溶液滴于上述薄膜之上,通过旋转涂膜形成P型保护层,成膜后采用150摄氏度加热20分钟固化P型保护层;
(f)通过丝网印刷的方法制备金属或非金属金顶电极层,成膜后采用150摄氏度加热30分钟固化电极层,固化后电极层方阻在30欧姆以下;或采用真空蒸镀或溅射等真空方法制备电极层。
4.根据权利要求3所述基于PET/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机的制备方法,其特征在于:
所述步骤(c)中,所述锌镁源为醋酸锌镁,硝酸锌镁或乙酰丙酮锌镁中的一种或多种;
所述步骤(e)中,所述P型保护层为PEDOT:PSS溶液,或P3HT、PTB7聚合物受体材料,上述聚合物受体材料溶液可以选用氯苯或二氯苯中的一种;
所述步骤(f)中,所述电极采用铝浆料,银浆料,或金浆料丝网印刷制备,也可采用非金属碳浆料丝网印刷制备;所述电极采用真空蒸镀,溅射,电子束热蒸发方法制备。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811313390.2A CN109585642A (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811313390.2A CN109585642A (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109585642A true CN109585642A (zh) | 2019-04-05 |
Family
ID=65921661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811313390.2A Pending CN109585642A (zh) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | 一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109585642A (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100066271A (ko) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | 한국전자통신연구원 | 나노 압전 소자 및 그 형성방법 |
US20120133247A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Keon Jae Lee | Flexible nanocomposite generator and method for manufacturing the same |
CN102683573A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-19 | 纳米新能源(唐山)有限责任公司 | 纳米发电机、纳米发电机组及其自供电系统 |
CN103296922A (zh) * | 2012-02-23 | 2013-09-11 | 三星电子株式会社 | 纳米压电发电机及其制造方法 |
US20140210313A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Energy harvesting device having self-powered touch sensor |
CN107946467A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-20 | 浙江海洋大学 | 一种基于多重陷光结构的聚合物太阳能电池及其制备方法 |
CN108091415A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 浙江海洋大学 | 一种三重陷光结构透明导电薄膜及其制备 |
US20180151770A1 (en) * | 2015-05-08 | 2018-05-31 | Instytut Fizyki Pan | Photovoltaic cell structure and method to produce the same |
CN108493327A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-09-04 | 大连理工大学 | Spiro-MeOTAD/ZnO压电式纳米发电机及其制备方法 |
-
2018
- 2018-11-06 CN CN201811313390.2A patent/CN109585642A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100066271A (ko) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | 한국전자통신연구원 | 나노 압전 소자 및 그 형성방법 |
US20120133247A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Keon Jae Lee | Flexible nanocomposite generator and method for manufacturing the same |
CN103296922A (zh) * | 2012-02-23 | 2013-09-11 | 三星电子株式会社 | 纳米压电发电机及其制造方法 |
CN102683573A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-19 | 纳米新能源(唐山)有限责任公司 | 纳米发电机、纳米发电机组及其自供电系统 |
US20140210313A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Energy harvesting device having self-powered touch sensor |
US20180151770A1 (en) * | 2015-05-08 | 2018-05-31 | Instytut Fizyki Pan | Photovoltaic cell structure and method to produce the same |
CN107946467A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-20 | 浙江海洋大学 | 一种基于多重陷光结构的聚合物太阳能电池及其制备方法 |
CN108091415A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 浙江海洋大学 | 一种三重陷光结构透明导电薄膜及其制备 |
CN108493327A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-09-04 | 大连理工大学 | Spiro-MeOTAD/ZnO压电式纳米发电机及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Han et al. | Water-soluble polyelectrolyte-grafted multiwalled carbon nanotube thin films for efficient counter electrode of dye-sensitized solar cells | |
Tjoa et al. | Facile photochemical synthesis of graphene-Pt nanoparticle composite for counter electrode in dye sensitized solar cell | |
Li et al. | Prototype of a scalable core–shell Cu2O/TiO2 solar cell | |
Dao et al. | Graphene-based nanohybrid materials as the counter electrode for highly efficient quantum-dot-sensitized solar cells | |
Yue et al. | A highly efficient flexible dye-sensitized solar cell based on nickel sulfide/platinum/titanium counter electrode | |
Yang et al. | Fabrication of flexible, redoxable, and conductive nanopillar arrays with enhanced electrochemical performance | |
US20080264482A1 (en) | Dye-sensitized solar cell module and the manufacturing method using carbon nanotube electrode | |
Zhang et al. | Graphene enabled all-weather solar cells for electricity harvest from sun and rain | |
Yuan et al. | Synthesis of flexible and porous cobalt hydroxide/conductive cotton textile sheet and its application in electrochemical capacitors | |
TWI330409B (en) | Method for forming an electrode comprising an electrocatalyst layer thereon and electrochemical device comprising the same | |
TW200810167A (en) | Dye-sensitized solar cell and the method of fabricating thereof | |
He et al. | Holistically modulating charge recombination via trisiloxane surface treatment for efficient dye-sensitized solar cells | |
Yin et al. | Copper nanowire dispersion through an electrostatic dispersion mechanism for high-performance flexible transparent conducting films and optoelectronic devices | |
CN112185608B (zh) | 一种新型双层导电网络结构的柔性透明电极及其制备方法 | |
CN109560148A (zh) | 一种基于纳米结构薄膜电极的纳米发电机及制备方法 | |
Li et al. | Mechanical design of brush coating technology for the alignment of one-dimension nanomaterials | |
Gao et al. | Facile synthesis of Ag/carbon quantum dots/graphene composites for highly conductive water-based inks | |
CN104828773A (zh) | 一种聚吡咯/银@硫化银核壳结构纳米线及其用途和制备方法 | |
CN112242547B (zh) | 一种电子皮肤生物燃料电池的制备方法及生物燃料电池 | |
EP3101663A1 (en) | Transparent conductive film, photoelectrode for dye-sensitized solar cells, touch panel and dye-sensitized solar cell | |
CN102290251B (zh) | 基于导电基底的光电还原制备石墨烯薄膜的方法 | |
CN109585642A (zh) | 一种基于pet/银纳米线/氧化锌镁/氧化锌镁纳米阵列的纳米发电机 | |
Kolay et al. | Graphene nanoparticles-decorated silicon nanowires with tungsten oxide counter electrode for quasi-solid state hybrid solar cells | |
Lin et al. | Controlling available active sites of Pt-loaded TiO2 nanotube-imprinted Ti plates for efficient dye-sensitized solar cells | |
CN109585641A (zh) | 一种基于pet/银纳米线/氧化锌复合薄膜/氧化锌纳阵列的纳米发电机及制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190405 |