Traitement UV des films de maille de nanofils en cuivre flexible pour les applications de conducteurs transparents

Contexte

L'utilisation d'électrodes conductrices transparentes (ETC) est essentielle dans de nombreux appareils du quotidien tels que les écrans tactiles, les écrans, les cellules solaires et les diodes électroluminescentes [1,2,3,4,5]. Les exigences pour ce type de composant sont des propriétés optoélectroniques exceptionnelles adaptées aux applications souhaitées et une méthode de production à grande échelle et à faible coût. La transparence TCE à une longueur d'onde de 550 nm, T _550 nm , est généralement d'env. 90%. Leur résistance en feuille, R s, peut varier de ≤ 20 Ω sq ⁻¹ pour les cellules solaires jusqu'à ≥ 100 Ω sq ⁻¹ pour écrans tactiles capacitifs [1,2,3,4,5].

Actuellement, l'oxyde d'indium et d'étain (ITO) est le matériau le plus courant pour les expressions culturelles traditionnelles, mais il présente plusieurs inconvénients. Il est coûteux en raison de la rareté de l'indium et de la lenteur du processus de dépôt physique en phase vapeur utilisé. De plus, il est cassant [1,2,3,4,5], ce qui gêne son utilisation pour des applications organiques, flexibles ou pliables. En effet, il forme des microfissures après quelques cycles de flexion, ce qui réduit considérablement la conductivité électrique du TCE [6,7,8,9,10]. Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs se sont concentrés sur divers matériaux alternatifs tels que le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) poly(styrènesulfonate) [11, 12], le graphène [13, 14], les nanotubes de carbone [15, 16], les nanofils d'Ag ( NWs) [17,18,19] et Cu NWs [3, 5]. Ce dernier est l'un des matériaux les plus prometteurs en raison de l'abondance de Cu, de son faible coût et de sa conductivité électronique élevée [3, 5]. En outre, les Cu NW peuvent être fabriqués par une synthèse chimique humide à grande échelle et à faible coût [20,21,22] et déposés avec un rouleau à rouleau (ou bobine à rouleau) à faible coût et à grande vitesse. bobine, R2R) processus [6, 9]. Enfin, leur grande flexibilité permet au TCE de maintenir des performances stables même après 1000 cycles de pliage [7, 8, 10, 23, 24].

La synthèse chimique du Cu NW fait intervenir un agent de coiffage, généralement une alkylamine telle que l'oléylamine (OM) [10, 22, 24, 25, 26, 27], l'octadécylamine [28, 29], l'hexadécylamine [8, 20, 30, 31] ou l'éthylènediamine [7, 21, 23, 32], qui fait croître les nanoparticules de Cu (NP) de manière anisotrope. Le rapport hauteur/largeur NW (longueur/diamètre) est de la plus haute importance car plus il est élevé, plus la fraction de surface couverte par les NW doit être faible pour obtenir un réseau percolé et plus le TCE est transparent [33,34,35 ,36]. Cependant, ces agents de coiffage laissent des résidus à la surface des NW, même après un lavage intensif dans divers solvants. Par ailleurs, préalablement à la formation du TCE, les NW sont souvent mis en suspension dans une nano-encre à l'aide d'un agent dispersant tel que la polyvinylpyrrolidone (PVP) [22, 23, 26, 30] ou la nitrocellulose [7, 32]. Tous ces résidus organiques entravent le bon contact NW dans le film maillé et, par conséquent, diminuent considérablement la conductivité du TCE. En effet, Mutiso et al. a démontré que la résistance de couche d'un NW TCE est presque équivalente à la résistance de contact entre les NW [36].

Par conséquent, un post-traitement est nécessaire pour éliminer les résidus organiques après la formation d'un TCE Cu NW. Il s'agit généralement d'un traitement à haute température sous vide [24, 25], inerte [22], réducteur (H₂ pur ) [7] ou formant (5% H₂ –95 % de gaz inerte) [26, 27] atmosphère. Cela évite l'oxydation du Cu tout en éliminant les résidus organiques et en fusionnant les jonctions NW. Cependant, cela ne convient ni à une production à cadence élevée et à faible coût, ni à un substrat polymère flexible à basse température de fusion. Par conséquent, des post-traitements alternatifs ont été testés et ont donné des résultats très prometteurs. Les traitements à l'acide lactique [8], chlorhydrique [30], propionique [27] ou acétique [10, 29], par exemple, se sont avérés très efficaces pour éliminer les résidus organiques de la surface des Cu NWs sans endommager les substrats polymères. Après un traitement à l'acide acétique, Mayouse et al. obtenu des expressions culturelles traditionnelles à base de poly-éthylènenaphtalate avec R s valeurs de 9 et 55 Ω sq ⁻¹ pour un T respectif _550 nm de 88 et 94 % [29]. En utilisant le même acide, Wang et al. développé des TCE sur des substrats de polyéthylène téréphtalate (PET) avec un R s de 30 et 60 Ω sq ⁻¹ pour les T respectifs _550 nm valeurs de 83 et 90 % [10]. En outre, le frittage photonique utilisant des impulsions de lampe flash au xénon a permis de fusionner les jonctions NW tout en éliminant les matières organiques indésirables dans l'air ambiant en quelques millisecondes [31, 37]. Ding et al. signalé 23 Ω m² ⁻¹ pour T _550 nm = 82 % [37]. Mallikarjuna et al. obtenu un R s de 110 et 170 Ω sq ⁻¹ pour un T _550 nm de 90 et 95 %, respectivement [31]. Ainsi, bien que le frittage photonique semble très prometteur, des efforts supplémentaires doivent être faits pour obtenir R s <100 Ω sq ⁻¹ avec T _550 nm ≥ 90 %.

Dans ce travail, nous avons synthétisé des Cu NW à rapport d'aspect élevé en utilisant l'OM comme solvant, agent de coiffage et de réduction, et une espèce de nickel (II) comme catalyseur. Les NW ont ensuite été dispersés dans une encre et appliqués sur des substrats flexibles en PET pour former des TCE. Un post-traitement a été nécessaire pour obtenir à la fois une conductivité élevée (42 Ω sq ⁻¹ ) et la transparence (87% dans le visible). Il s'agissait d'une irradiation sous lampe ultraviolette (UV), suivie d'un bain d'acide acétique, tous deux compatibles avec un procédé R2R [6, 9, 38, 39]. Les TCE Cu NW traités aux UV ont été comparés aux TCE Cu NW traités thermiquement de manière conventionnelle et à l'ITO commercial.

Section expérimentale

Chlorure de cuivre (II) dihydraté (CuCl₂ ·2H₂ O, ≥ 95,0% pur), acétate de nickel (II) tétrahydraté (Ni(C₂ H₃ O₂ )₂ ·4H₂ O, ≥ 99,0% pur), OM (C₁₈ H₃₇ N, 70% pur), hexane anhydre (C₆ H₁₄ , 95,0% pur), acide acétique (C₂ H₄ O₂ , 99% pur), acétate d'éthyle (C₄ H₈ O₂ , ≥ 99,7% pur) et PVP ((C₆ H₉ NON) _n , 10 000 g mol ⁻¹ ) ont été achetés auprès de Sigma Aldrich UK. Alcool isopropylique (IPA, (C₃ H₈ O, ≥ 99,5% pur), substrats PET ((C₁₀ H₈ O₄ ) _n , 125 ± 25 μm d'épaisseur) et un ITO TCE sur verre ont été achetés auprès de Fisher Scientific UK, Goodfellow UK et Optics Balzers, Liechtenstein, respectivement. Tous les produits chimiques ont été utilisés tels qu'ils ont été reçus.

Le procédé de synthèse de Cu NW était basé sur une méthode catalytique précédemment rapportée par Guo et al. [25]. 0,4092 g (2,4 mmol) de CuCl₂ ·2H₂ O, 0,2986 g (12 mmol) de Ni(C₂ catalytique) H₃ O₂ )₂ ·4H₂ O, 25 mL de MO et un agitateur magnétique ont été ajoutés dans un ballon à fond rond de 50 mL. Le ballon a été placé dans un bain d'huile sur une plaque chauffante à agitation magnétique (modèle 3810000 RCT Basic IKAMAG, IKA) et connecté à une colonne de reflux avec un barboteur d'huile supérieur en ligne. La solution a d'abord été chauffée à 90 °C pendant 30 min sous une agitation vigoureuse à 800 tr/min et un N₂ constant flux pour supprimer O₂ (g) et des traces d'eau. A ce stade, la solution était bleue. Ensuite, la température a été augmentée à 190 °C pour réduire le Cu ²⁺ et forment Cu ⁰ graines, et la couleur de la solution devient progressivement rouge. Après 30 min, l'agitation est arrêtée et la solution maintenue à 190 °C sous N₂ pendant 16 h pour faire pousser les Cu NW à partir des graines. Enfin, le chauffage a été arrêté et la solution a laissé refroidir naturellement.

La solution a été transférée dans un flacon de 50 ml et lavée successivement avec de l'hexane, de l'IPA, de l'acide acétique et de l'IPA à nouveau. Dans chaque solvant, les Cu NW ont été vortexés pendant 2 minutes en mode manuel (modèle Topmix FB15024, Fisher Scientific) puis centrifugés à 4000 tr/min (modèle AccuSpin 400, Fisher Scientific). La centrifugation a duré 20 min dans l'hexane et 2 min dans les autres solvants. Enfin, les Cu NW ont été incorporés dans une encre composée de 26 % en volume d'acétate d'éthyle et de 74 % en volume d'IPA contenant 0,5 % en poids de PVP. L'encre Cu NW a été vortexée à 10 Hz pendant 30 min avant stockage. La concentration de Cu NW dans l'encre était de 10 ou 20 mg mL ⁻¹ .

Avant d'effectuer les revêtements, l'encre Cu NW a été à nouveau vortexée à 10 Hz pendant 5 min. Pour enduire un 10 × 10 cm ² Substrat PET, 100 μL d'encre ont été prélevés avec une micro-pipette et placés sur le substrat pour former une ligne de liquide droite parallèle au bord supérieur. L'encre a été immédiatement et rapidement étalée sur le substrat PET avec une tige Meyer (N°4 de Dyne Testing UK, donnant un film humide d'environ 10,2 µm d'épaisseur). Tous les solvants ont été évaporés après quelques secondes à température ambiante.

Deux post-traitements différents ont été mis en œuvre sur les TCE Cu NW obtenus pour éliminer les résidus organiques (MO et PVP). Certains TCE ont subi un traitement thermique à 200, 210, 220, 230, 240 ou 250 °C pendant 1 h sous N₂ dans un four tubulaire (modèle MTF 10/25/130, Carbolite). Les autres ont subi une irradiation UV dans l'air ambiant pendant 2, 4 ou 6 min avec une lampe de 430 W (modèle UVASPOT 400/T, Honle). La lampe était équipée d'une ampoule à vapeur de mercure (type H), et la distance entre l'ampoule et les échantillons était de 30 cm. Après des traitements thermiques ou UV, les TCE ont été plongés dans de l'acide acétique pur pendant 10 minutes pour éliminer davantage les matières organiques et les éventuelles traces d'oxyde.

La structure des Cu NWs a été déterminée à l'aide d'un diffractomètre à rayons X (XRD, modèle D5005, Siemens) avec une chambre de configuration Bragg Brentano, une anticathode Cu (K _α =0,154184 nm) et un monochromateur arrière. Les clichés radiographiques ont été indexés avec un logiciel DIFFRAC.SUITE EVA (Bruker AXS) contenant la base de données des fichiers JCPDS. La microstructure et la composition ont été caractérisées à l'aide d'un microscope électronique à balayage équipé d'un canon à émission de champ (FEG-SEM, modèle XL30 SFEG, Philips) et d'un spectromètre à dispersion d'énergie in-situ (EDS, Oxford Instruments-AZTEC). La résistance et la transmittance de la feuille TCE ont été mesurées à l'aide de la technique de la sonde à quatre points (modèle 3007 A, Kulicke &Soffa) et d'un spectrophotomètre UV-Vis/NIR (proche infrarouge) (modèle V-670, JASCO), respectivement.

Les paramètres de fabrication des différents TCE, ainsi que leur ID, R s et la transparence, sont résumés dans le tableau 1. Cependant, les expressions culturelles traditionnelles qui avaient un R s si élevé qu'il n'a pas pu être mesuré par la technique de la sonde à quatre points ne sont pas inclus dans ce tableau et n'ont pas d'ID spécifique.

Résultats et discussion

Les Cu NWs synthétisés et lavés présentaient un rapport d'aspect élevé d'env. 1000 (longueur et diamètre moyens de 70 μm et 70 nm, respectivement) avec très peu de NP cubiques, comme le montre la figure 1a. La présence de ce dernier suggère un Ni ²⁺ lent cinétique de réduction [3]. Le modèle XRD de la Fig. 1b prouve que les NW étaient constitués de Cu avec une structure cubique à faces centrées Fm3m (en accord avec le fichier PDF 04-0836), sans aucune phase secondaire détectée dans la limite de l'appareil (ca. 5 en poids % En particulier, il n'y a pas de pic de diffraction correspondant à un oxyde de cuivre ou à une phase contenant du Ni. La haute pureté des Cu NW est encore confirmée par le spectre EDS de la Fig. 1c. Les traces de carbone et d'oxygène ont été attribuées à des résidus de MO non cristallins car aucune autre phase que le Cu pur n'a été révélée par XRD, et il est bien connu qu'il est très difficile d'éliminer toute la MO sans post-traitement [10, 25, 27]. Aucune trace de Ni n'a été trouvée dans la limite de détection de l'EDS (environ 0,1 % en poids), confirmant que son rôle lors de la synthèse était principalement catalytique comme décrit précédemment [25, 26]. Le silicium correspond à la plaque supportant les NW lors de l'analyse EDS et l'or et le palladium, au nano-revêtement métallique utilisé pour améliorer la conductivité de l'échantillon et donc la qualité de l'analyse.

Cu NWs tels que synthétisés avant d'être incorporés dans la nano-encre. un Image SEM montrant le rapport hauteur/largeur élevé (~ 1000) des Cu NWs et quelques Cu NPs cubiques. b modèle XRD. c Spectre EDS montrant la haute pureté des Cu NWs lavés

Après avoir formé les TCE à l'aide d'une tige Meyer, des post-traitements thermiques ou UV ont été utilisés pour éliminer les résidus OM et PVP de la surface Cu NW et essayer de les fusionner. La figure 2 montre la surface du TCE n° 3 où les NW forment un réseau percolé, ce qui est nécessaire pour que le TCE soit conducteur sur toute sa surface. Les NW apparaissent très bien dispersés, sans aucun agrégat ou faisceau qui diminuerait la transparence du TCE. Cela confirme que le revêtement de tiges Meyer est un processus facile, rapide et efficace pour obtenir des TCE NW percolés sur une grande surface, bien dispersés [2, 7, 32].

Image SEM à faible grossissement du TCE n°3 traité aux UV (2 min) sur un substrat PET :elle montre des NW de Cu revêtus de tiges Meyer formant un réseau percolé bien dispersé

La figure 3 montre des TCE traités thermiquement, avec des Cu NW fusionnés (Fig. 3a) et encapsulés dans du PET (Fig. 3b). En effet, lors du traitement thermique, la fusion NW et l'encapsulation sont deux phénomènes en compétition. D'une part, la chaleur induit la fusion des jonctions Cu NW, ce qui devrait augmenter considérablement la conductivité du TCE en diminuant la résistance de contact entre les NW. D'autre part, du fait de sa faible température de transition vitreuse (70 °C), le PET est ramolli lors du traitement thermique. Cela provoque l'encastrement des Cu NW à l'intérieur du substrat polymère et, par conséquent, une perte de conductivité. L'enjeu est donc d'opérer à une température où la fusion dépasse le phénomène d'encapsulation, ce qui va globalement augmenter la conductivité du TCE. Il a été constaté que les phénomènes de fusion et d'encapsulation dominaient respectivement à 220 °C (TCE #1) et 230 °C (TCE #2). Après un traitement thermique à 200 ou 210°C, aucune conductivité n'a pu être mesurée car il y avait encore trop de résidus organiques autour des Cu NW et ils n'étaient pas fusionnés. En conséquence, la résistance de contact entre les NW était encore très élevée. Et après un traitement thermique à 240 ou 250 °C, aucune conductivité n'a pu être mesurée car le phénomène d'encapsulation était trop important.

Images SEM de TCE traités thermiquement et supportés par PET. un Fusionné (TCE #1, 220 °C/1 h). b encapsulé dans du PET (TCE #2, 230 °C/1 h) Cu NWs

La micrographie de la Fig. 4 présente la vue de dessus à fort grossissement du TCE #3. La surface Cu NW semble propre et non encapsulée, ce qui prouve que les traces d'OM et de PVP ont été supprimées sans ramollir ni endommager le substrat PET. Cependant, les jonctions NW ne sont pas fusionnées, ce qui est probablement dû à une énergie plus faible délivrée par la lampe UV utilisée dans cette étude, par rapport aux lampes flash Xe haute puissance utilisées par d'autres auteurs [31, 37]. Par ailleurs, la surface du Cu NW est légèrement rugueuse, ce qui peut être dû à un début d'oxydation. Réduire la distance entre l'ampoule de la lampe UV et le TCE pourrait permettre de transmettre une énergie plus élevée en un temps plus court, et donc de réaliser la fusion des Cu NWs tout en évitant leur oxydation.

Image SEM du TCE n°3 traité aux UV (2 min) présentant des NW de Cu non fusionnés et non encapsulés

Le tableau 1 montre la résistance de la feuille R s et les valeurs de transmittance T _550 nm , T _350-750 nm (plage visible) et T _{750-2 500 nm} (plage IR) de divers TCE Cu NW et d'un TCE ITO commercial pris comme référence. Les spectres de transmittance entre 300 et 2500 nm sont donnés sur la Fig. 5. Pour tous les TCE Cu NW, T _550 nm et T _350-750 nm sont presque identiques, prouvant que T _550 nm représente très bien la transmittance moyenne d'un Cu NW TCE dans toute la gamme visible. Cependant, il y a une différence de 6% entre les deux paramètres pour ITO/ref., ce qui signifie qu'en utilisant T _550 nm au lieu de T _350-750 nm conduit à une transparence surestimée dans le domaine visible pour ce type d'oxyde transparent.

Spectres de transmittance UV-Vis/NIR compris entre 300 et 2500 nm :ils correspondent à un TCE ITO commercial sur support verre et à des TCE Cu NW sur PET traités thermiquement ou UV

Un R s de 25 et 743 Ω sq ⁻¹ , pour un T _350-750 nm de 61 et 46 % ont été mesurés pour les expressions culturelles traditionnelles n° 1 et n° 2, respectivement. Ceci confirme que la fusion NW prévaut sur leur encapsulation à l'intérieur du substrat PET à 220 °C, diminuant ainsi le R s. L'inverse se produit à 230 °C. De plus, deux raisons peuvent expliquer le faible T _350-750 nm valeurs obtenues pour les TCE #1 et #2, contre 84 % pour ITO/réf. Premièrement, la forte concentration de Cu NWs dans l'encre (20 mg mL ⁻¹ ) conduisent à une couverture de fraction de surface élevée. Deuxièmement, le substrat PET a été endommagé lors des traitements thermiques.

Quant aux TCE traités aux UV, deux caractéristiques principales ont été observées. Premièrement, augmenter la concentration de Cu NW de 10 à 20 mg mL ⁻¹ diminué à la fois la résistance de la feuille et la transparence. Après un traitement UV de 2 minutes, R s diminué de 42 à 31 Ω sq ⁻¹ et le T correspondant _350-750 nm , de 87 à 67%. Après un traitement UV de 4 minutes, R s diminué de 103 à 49 Ω sq ⁻¹ et le T correspondant _350-750 nm , de 89 à 71%. Ceci est en accord avec les résultats théoriques et expérimentaux précédemment rapportés :l'augmentation de la fraction de surface couverte par les NW diminue à la fois la résistance de la feuille et la transparence d'un TCE [33,34,35,36]. Deuxièmement, l'augmentation du temps d'irradiation UV a considérablement augmenté R s mais seulement légèrement la transparence. Par exemple, avec une concentration d'encre de 20 mg mL ⁻¹ , les TCE #5 (2 min), #6 (4 min) et #7 (6 min) avaient un R s de 31, 49 et 236 Ω sq ⁻¹ , avec le T correspondant _350-750 nm des valeurs de 67, 71 et 73 %, respectivement. Et avec une concentration d'encre de 10 mg mL ⁻¹ pour les expressions culturelles traditionnelles n°3 et n°4, R s augmenté de 42 à 103 Ω sq ⁻¹ , avec le T correspondant _350-750 nm valeurs de 87 et 89 %. Il convient de noter que ces performances sont assez similaires à celles des TCE traités à l'acide de Wang et al. (30 et 60 Ω sq ⁻¹ avec un T correspondant _550 nm de 83 et 90 %) [10]. Ils sont également proches des TCE traités par lampe flash de Mallikarjuna et al. (110 et 170 Ω sq ⁻¹ avec un T respectif _550 nm de 90 et 95 %) [31]. Les TCE obtenus à partir d'encres avec des concentrations de 10 et 20 mg mL ⁻¹ est devenu non conducteur après des traitements UV de plus de 4 et 6 min, respectivement. Quelle que soit la concentration d'encre, un faible R s a été obtenu après 2 min d'irradiation UV. Cela signifie que la plupart des matières organiques ont été éliminées et que, malgré l'absence de fusion, les Cu NW étaient en contact intime. Ceci a été confirmé par le fait que la transparence après 2 min était très proche de celle obtenue après des traitements UV plus longs. Lorsque la durée d'irradiation UV dans l'air ambiant augmente, il est probable que l'oxydation se soit produite en raison d'une augmentation de la température. La couche d'oxyde sur la surface NW s'est épaissie, augmentant ainsi leur résistance de contact. Cependant, il est resté suffisamment fin pour ne pas diminuer la transparence de manière significative. La transparence assez stable sur la plage de temps de 2 à 6 min signifie également que les substrats en PET n'ont pas été dégradés pendant les traitements UV. Par conséquent, seule la fraction de surface élevée couverte par les NW sur les TCE #6 et #7 (20 mg mL ⁻¹ ink) était responsable du T _350-750 nm valeurs inférieures à celles de l'ITO/réf. En effet, avec une concentration d'encre de 10 mg mL ⁻¹ , T _350-750 nm pour les TCE #3 (87 %) et #4 (89 %) était légèrement supérieur à celui de l'ITO/réf. (84 %).

De plus, il convient de noter que T _{750-2 500 nm} est significativement plus élevé pour chaque Cu NW TCE que pour l'ITO/réf. (50%). Ceci peut être observé pour les TCE traités thermiquement #1 (65%) et #2 (57%), malgré la dégradation des substrats PET. Ceci est encore plus intéressant pour les TCE traités aux UV, en particulier #3 et #4, qui ont T _{750-2 500 nm} des valeurs de 89 et 91 %, respectivement. Cela signifie que les TCE Cu NW conviennent bien mieux à des applications telles que l'imagerie et la détection IR, le blindage électromagnétique, les télécommunications ou les cellules solaires IR que l'ITO, connu pour avoir une mauvaise transmittance dans la plage IR [1, 7, 25, 29].

Enfin, la comparaison entre les résultats obtenus pour les TCE Cu NW traités thermiquement et UV met en évidence les avantages de ce dernier procédé. Des performances assez proches ont été mesurées pour le TCE n°1 traité thermiquement (25 Ω sq ⁻¹ avec T _350-700 nm = 61 %) et le TCE #3 traité aux UV (31 Ω sq ⁻¹ avec T _350-700 nm = 67 % Cependant, l'irradiation UV a duré 30 fois moins que le traitement thermique, et n'a ni endommagé le substrat PET ni requis une atmosphère contrôlée. De plus, un traitement UV dans l'air ambiant est compatible avec un procédé R2R industriel. D'autres travaux envisageront une production à grande échelle, à faible coût et à grande vitesse en utilisant une plate-forme R2R, une filière à fente, une lampe UV et un bain d'acide [38, 39]. Des tests préliminaires ont déjà été réalisés à l'échelle du laboratoire avec un pousse-seringue injectant 15 mL h ⁻¹ d'encre Cu NW dans une matrice à fente et une table déplaçant un substrat PET à 10 mm s ⁻¹ . Jusqu'à présent, les résultats obtenus sur 2 × 5 cm ² les revêtements ont suggéré une largeur de cale optimale de 100 μm et un écart de fente entre la matrice et le substrat de 80 μm.

Conclusions

Rapport d'aspect élevé (longueur/diamètre =1000) Les NW de Cu ont été synthétisés par voie chimique humide assistée par catalyseur. Ensuite, ils ont été utilisés pour fabriquer des TCE sur des substrats flexibles en PET en utilisant la technique de la tige de Meyer. Un traitement UV et un bain d'acide ont été effectués pour éliminer les résidus organiques de la surface NW et obtenir à la fois une faible résistance de la feuille et une transparence élevée. Cette méthode a donné de meilleurs résultats qu'un traitement thermique conventionnel, 30 fois plus rapide, et sans avoir besoin d'une atmosphère contrôlée. Quarante-deux et 103 Ω ² ⁻¹ , avec le T correspondant _350-750 nm de 87 et 89 %, sont les meilleures performances obtenues pour les TCE traités aux UV, ce qui répond aux exigences des écrans tactiles capacitifs flexibles. Un résultat très intéressant est que les valeurs de transparence des TCE Cu NW ont été maintenues dans la plage IR, où la référence ITO TCE avait un T très faible _{750-2 500 nm} de 50%. Par conséquent, les TCE Cu NW fabriqués pour cette étude sont une alternative très prometteuse aux TCE d'oxyde pour des applications telles que l'imagerie IR et les cellules solaires IR. Enfin, l'encre Cu NW et le substrat PET, ainsi que les post-traitements UV et acide acétique utilisés dans cette étude, sont compatibles avec un procédé R2R industriel, évolutif, rapide et peu coûteux.

Abréviations

IPA :

Alcool isopropylique

IR :

Infrarouge

ITO :

Oxyde d'indium-étain

NP :

Nanoparticule

NW :

Nanofil

OM :

Oléylamine

PET :

Polyéthylène téréphtalate

PVP :

Polyvinylpyrrolidone

R2R :

Roll-to-roll

TCE :

Électrode conductrice transparente

UV :

Ultra-violet