科學網—旋塗新方法可製備高性能電子薄膜

2020-12-05 科學網

 

本報訊 近日，美國密蘇裡科技大學的研究者發現了一種製備薄膜的新方法，用這種方法生產的薄膜性能優異，可用於製造太陽能電池、柔性電池或LED半導體。

單晶形態的薄膜具有較好的光學和電子學性質，但製備起來較為困難，成本高昂、技術複雜。

在實際工業生產中，往往會採用成本更低的旋塗方法，即在液體旋轉過程中製備光滑的薄膜，溶液層接觸到襯底後會變硬成形。這樣生產出的薄膜不外延且是多晶形態，可供使用但性能較差。

研究人員在《科學》網絡版發表的文章中，提出了一些無機材料外延薄膜的製備方法。他們利用前體化合物使製備液體達到過度飽和狀態，在旋塗過程中，液體接觸到材料，形成多個晶體，進而融合成一個完整的晶體，沉積到各種單晶和單晶狀襯底上。

這種新方法可以改善鈣鈦礦太陽能電池材料的儲光能力、提升柔性電子設備的速度和性能。（任芳言）

相關論文信息：DOI: 10.1126/science.aaw6184

《中國科學報》 (2019-04-18 第2版 國際)

相關焦點

  • 可列印的高性能固態電解質薄膜,用於下一代電池
    doi/10.1126/sciadv.abc8641 鋰離子（鋰離子）電池廣泛應用於可攜式電子設備、電動汽車和電網級儲能系統。然而，由於傳統的有機電解質在許多情況下引起火災和爆炸，鋰離子電池的安全性在過去幾年中屢屢受到質疑。陶瓷固態電解質 （SSE） 薄膜有望通過阻斷導致短路和熱失控的鋰樹突，同時為下一代鋰離子電池提供高能量密度，解決安全問題的可行解決方案。
  • 用於下一代電池的可印刷的高性能固態電解質薄膜
    鋰離子電池廣泛用於可攜式電子設備、電動汽車和電網規模的儲能系統。然而，由於傳統的有機電解液在許多情況下會引起火災和爆炸，鋰離子電池的安全性在過去幾年中屢遭質疑。陶瓷固態電解質(SSE)薄膜有望通過阻斷導致短路和熱失控的鋰枝晶來解決安全問題，同時為下一代鋰離子電池提供高能量密度。
  • 薄膜電晶體-晶圓面積製備透明鋅摻雜CuI的高性能p型器件
    N型半導體氧化物憑藉其寬禁帶、高電子遷移率和穩定性、大面積均一等優點，在下一代柔性透明電子中具有巨大的應用潛力。
  • UCLA賀曦敏《Matter》：普適製備用於可穿戴電子的高性能可拉伸導電水凝膠
    可拉伸導電材料是軟電子學的關鍵組成部分，通常需要多個組件協同貢獻良好的機械、電氣和界面性能。其內在的變形性和可靠性是人們最關心的問題。實現這一目標的方法主要包括:對導電聚合物的分子結構或形貌進行修飾、在可伸縮網絡中加入導電納米填充物以及將液態金屬嵌入彈性體中等。
  • 高性能仿貝殼雲母薄膜讓電子器件「柔軟透明」
    記者從合肥工業大學獲悉，該校化學與化工學院陸楊教授研究組和中國科學技術大學俞書宏教授研究團隊合作，創新性地採用「解組裝—仿生組裝」的兩步策略，以廉價天然雲母粉為原料，成功實現高質量雲母納米片的大量製備，並組裝成高性能透明柔性仿貝殼結構雲母複合膜。
  • 高性能臺式設備喊你快上車 ——小、快、靈,薄膜製備與加工的首選
    隨著材料科學的蓬勃發展，尤其是高水平的量子材料研究與應用對薄膜材料、二維材料的製備和高精度加工要求越來越高。一套完整流程的薄膜製備與加工設備購置成本通常要在幾百萬到上千萬元。此外，大型設備操作繁複，存放空間大、日常維護成本高，給科研人員帶來了很大挑戰。
  • CIGS-CIGS薄膜太陽能電池簡介及CIGS薄膜電池製備技術方法
    禁帶寬度在室溫時是 1. 04eV，電子遷移率和空穴遷移 率分別為 3.2&TImes;102(cm2/V·S) 和 1&TImes;10 (cm2/V·S)。現在真 空工藝製備的收層薄膜，一般 是多晶結構，其遷移率相對較 小，大約是 0. 1 ~20 (cm2 / V·S )。
  • 首次報導：溶液可加工鈣鈦礦雙層結構，製備高性能發光二極體！
    溶液可加工鈣鈦礦雙層結構在PeLED研究領域還沒有報導。目前，鈣鈦礦發光二極體大多是基於各種形式的納米結構，利用其激子約束的優點。儘管有少數報導，但由於塊狀或多晶鈣鈦礦難以在現有的有機電荷輸運層上形成高質量的薄膜，使得其應用受到限制。
  • 首次報導:溶液可加工鈣鈦礦雙層結構,製備高性能發光二極體
    溶液可加工鈣鈦礦雙層結構在PeLED研究領域還沒有報導。目前，鈣鈦礦發光二極體大多是基於各種形式的納米結構，利用其激子約束的優點。儘管有少數報導，但由於塊狀或多晶鈣鈦礦難以在現有的有機電荷輸運層上形成高質量的薄膜，使得其應用受到限制。
  • 科學網—製備重堆疊二硫化鉭超導薄膜材料
    中科院上海矽酸鹽所等製備重堆疊二硫化鉭超導薄膜材料相關成果日前發表於《美國化學會志》。 目前,超導材料的最高超導溫度在-100℃以下，成本很高，難以大面積推廣，追求更高溫甚至室溫超導是物理學家們的夢想。 「由於缺乏理論支持，高溫超導的探索步履維艱。」論文第一作者、矽酸鹽所碩士研究生潘傑表示，傳統以弱的電—聲相互作用為前提的BCS理論難以解釋40K以上超導機理，因此需要新理論解釋高溫超導現象。界
  • 蘇大維格:公司自主研發的高性能柔性透明導電膜可應用於太陽能薄膜...
    來源：同花順金融研究中心同花順（300033）金融研究中心9月16日訊，有投資者向蘇大維格（300331）提問， 請問貴司的納米銀導電膜產品是否可以應用在太陽能薄膜發電上？公司回答表示，從技術上來說，公司自主研發的高性能柔性透明導電膜可應用於太陽能薄膜發電領域。同時，公司儲備了「太陽能電池超精細電極轉移薄膜、製備方法及其應用方法」等相關技術專利。目前，公司尚未實際開拓該領域業務。謝謝！
  • 【科技日報】我國高性能聚醯亞胺薄膜實現產業化
    中科院化學所與深圳瑞華泰薄膜科技有限公司今天宣布，由雙方合作研發的高性能聚醯亞胺薄膜已成功實現產業化，從而打破了國外廠家在這一領域的壟斷，加快了我國在航空航天、太陽能等高端材料領域的國產化進程。聚醯亞胺薄膜是電力電器的關鍵絕緣材料，廣泛應用於輸配電設備、風力發電設備、變頻電機、高速牽引電機及高壓變壓器等的製造。
  • ——臺式高精度薄膜製備與...
    二、石墨烯製備的先進方案　　從最初的石墨剝離方法（膠帶粘貼）到化學氣相沉積方法（CVD），石墨烯的製備手段一直備受關注。經過十年的發展，CVD方法已成為公認的最有市場前景的石墨烯製備方案。英國Moorfield是一家專注於高質量的薄膜生長與加工技術的研發公司，常年來與曼徹斯特大學安德烈·海姆課題組等多個世界知名科研團隊都有重要的合作，並為他們提供高性能的科研設備，其中臺式高性能CVD石墨烯/碳納米管快速製備系列—nanoCVD便是典型代表。與諾獎團隊的長期合作使得該系列產品在製備石墨烯等碳基納米材料方面具有不可比擬的優勢。
  • 【Angew】蘇大鄒貴付教授合作製備大面積超薄鈣鈦礦單晶薄膜
    滷化物鈣鈦礦由於其獨特的光電性質，在薄膜光電子器件領域具有極大潛力。雖然許多工作都集中在多晶鈣鈦礦材料上，但單晶鈣鈦礦比多晶具有更好的載流子輸運能力和更高的穩定性，可以有有效減少甚至消除載流子輸運過程中的散射損失以及晶界複合，採用單晶鈣鈦礦薄膜作為器件活性層被認為是進一步提高鈣鈦礦光電子器件性能的理想方案。
  • 吉林大學JPCL:簡單方法!製備高性能全葉片塗層量子點LED
    編輯推薦：本文基於溶劑工程技術製備了高效、高亮度的全葉片塗層QLEDs。製備出峰值亮度為66281cd/m2，峰值電流效率為16.03cd/A，峰值功率效率為11.03lm/W，峰值能量效率為12.48%的全葉片型QLED。
  • 吉林大學《JPCL》:簡單方法!製備高性能全葉片塗層量子點LED
    編輯推薦：本文基於溶劑工程技術製備了高效、高亮度的全葉片塗層QLEDs。製備出峰值亮度為66281cd/m2，峰值電流效率為16.03cd/A，峰值功率效率為11.03lm/W，峰值能量效率為12.48%的全葉片型QLED。此外，全葉片塗層QLED的有效面積為 25×25mm2，發射均勻明亮。
  • 超薄鋰電池負極材料製備方法
    超薄鋰電池製備陰極薄膜材料主要有兩種沉積工藝，即物理方法和化學方法。其中物理氣相沉積法又包括：磁控濺射（Magnetron sputtermg）、電子束蒸發沉積、脈衝雷射沉積（PLD）等。化學方法主要是溶膠凝膠方法。
  • AOM:「金屬透明導電薄膜」綜述——材料製備、光學設計和應用場景
    近些年，隨著可穿戴設備和曲屏手機等柔性光電子器件的快速發展，人們對透明導電薄膜的機械柔韌性提出了新的要求。當前，應用最廣泛的透明導電薄膜是氧化銦錫（ITO）。ITO具備良好的可見光透過率和較低的電阻率，但其機械強度和柔韌性較差，不適用於柔性光電子器件。為解決該問題，科研人員探索了多種ITO-free的透明導電薄膜，包括金屬薄膜、金屬網格或納米線、二維材料、導電聚合物等。
  • Mater.發文介紹石墨烯化學氣相沉積製備方法
    「製備決定未來」，石墨烯的化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）製備方法自2009年被發明以來，已經取得了長足進展，是目前低成本製備大面積高品質石墨烯薄膜的最有效方法，具有良好的可控性和可放大性。然而，CVD石墨烯薄膜在製備的過程中會產生缺陷、晶界和褶皺，製備和轉移的過程也會造成表面汙染與破損，因此限制了其進一步應用。
  • 華南理工：簡易高效的方法製備柔性石墨烯薄膜，用於水性集電器
    本文要點： 一種以天然石墨（NG）薄片為原料大規模製備自支撐柔性石墨烯薄膜（FGF）的簡易方法成果簡介 水性儲能裝置由於在安全性，成本和離子傳導性等方面的優勢而被廣泛考慮。然而，可用於水系統的集電器非常有限。