銀納米線結(jié)的自限性等離子焊接

1、銀納米線結(jié)的自限性等離子焊接銀納米線結(jié)的自限性等離子焊接黎超群黎超群7878圖6|局部等離子加熱在溫敏型材料和設(shè)備上的應(yīng)用a圖：包含經(jīng)噴涂的銀納米線頂插電極的半透明聚合態(tài)太陽能電池的電流密度電壓曲線。圖中可以看出，在經(jīng)過等離子焊接之后（紅線），性能上較之噴涂態(tài)（藍線）增強了一倍。但是，在加熱板上以200℃加熱10min之后（綠線），性能開始打打降低，而在加熱20min之后（紫線），性能也以同樣數(shù)量級降低。圖上內(nèi)嵌的是通過這種半透明太陽能

2、電池看到的斯坦福大學(xué)的胡弗塔。這種電池材料可以作為能夠發(fā)電的窗戶玻璃涂層。b圖：在塑料薄膜（低密度聚乙烯薄膜，以下稱薄膜）上噴涂銀納米線制成的透明電極，該電極之后還要經(jīng)過等離子焊接。其透明度達到了95%并且表面電阻低至580Ω每平方米米。內(nèi)嵌圖片中是經(jīng)對折的薄膜。圖中銀色和金色的區(qū)域是氣化金屬沉積形成的凸點，用來側(cè)量幾個點之間的電阻。補充信息中有證明該電極超強耐久性的視頻（補充信息S6）。為進一步證明加熱的局部特性，我們分別在塑料薄膜和

3、聚合態(tài)本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池上制造了噴涂態(tài)和等離子焊接兩種銀納米線網(wǎng)狀電極。進一步實驗中，經(jīng)60s的照射，薄膜表面電阻降低了三個數(shù)量級，相比于噴涂態(tài)薄膜和經(jīng)普通電爐加工的聚合態(tài)太陽能電池，經(jīng)過等離子焊接的聚合態(tài)太陽能電池的效率分別提高了一倍和一個數(shù)量級（如圖6）。當(dāng)然，一般的熱加工是不能用在薄膜上的銀納米線電極的，因為薄膜在大約150℃時就開始熔化了。在薄膜上制造的銀納米電極具有很高的耐久性，可以承受對折、彎曲甚至褶皺等機械操作而不明顯改

4、變其電阻。而聚合態(tài)太陽能電池的效率相對較低，這是由于其兩端的電極都是透明的，因此對光的吸收就相對較少了。但它至少證明了這種網(wǎng)狀納米線的透明性質(zhì)，同時也可以應(yīng)用在某些領(lǐng)域，例如可以用作窗戶玻璃涂層，在減少反射、達到美學(xué)效果的同時還可以發(fā)電。圖6內(nèi)嵌的就是透過這種透明涂料觀察斯坦福大學(xué)胡弗塔的圖片。我們的研究未來可以用在諸如自發(fā)電的顯示屏或者機械強度較高且有觸敏性的假肢外覆層等領(lǐng)域并且成本不高?？偨Y(jié)起來，我們驗證了一種通過利用等離子體的高度

5、集中特性來焊接納米線的光學(xué)方法。因為等離子束的集中特性高度依賴線間距離，所以這種處理方法就自然具備了自限性。有趣的是，納米尺寸的加熱連接卻是在比照射點尺寸小幾個數(shù)量級的尺寸上實現(xiàn)的。所以就能夠使得在一個還未經(jīng)激光退火和爐內(nèi)退火驗證的納米尺寸上對熱量產(chǎn)生和物質(zhì)傳設(shè)置一個0.5mm見方的孔。噴涂系統(tǒng)還可以用來在貼在玻璃基片上薄膜和聚合態(tài)太陽能電池上沉積銀納米線。聚合態(tài)太陽能電池是在一個帶有銦錫氧化物透明電極的玻璃基板上制造的。用原子層沉積（

6、大約15nm厚）的方法將氧化鋅沉積在基片的頂部作為接下來的聚合物富勒烯混合物沉積的電子選擇性觸點。聚[N9庚癸基27咔唑交替55（4070二2噻吩基20，10，30苯并噻二唑）]（PCDTBT）[66]苯基C70丁酸甲酯(PC70BM)（質(zhì)量比為1:4）薄膜經(jīng)過1min的轉(zhuǎn)速為4000rpm的旋涂后，厚度經(jīng)輪廓測定法達到最終的大約60nm。然后在手套式操作箱中在室溫下干燥24h，移出后在空氣中以4000rmp的速度旋涂Plextroni