In this study, we suggest to fabricate 2D flexible transparent electrode and 3D high strength lightweight material based on silver nanowire having unique mechanical, electrical and optical properties. Ag nanowire based transparent electrode was introduced to replacing ITO for display and solar cell application by using high optical transmittance from void space between nanowire network and high electrical conductivity from material of silver itself. Haze reduction of Au coated Ag nanowire transparent electrode was studied in chapter 2 for clear image of display application. This work provided results ranging from synthesis, characterization, analysis of the electrical and optical properties, as well as FDTD simulations to provide further insights to the cause for the haze reduction as a result of Au coating. Ag nanowire with PEDOT:PSS transparent electrode also studied in chaper 3 for CIGS solar cell with all solution processed, low cost, scalable method. Thin PEDOT:PSS conducting polymer layer was deposited on top of the Ag nanowire network to function as a filler for the empty space for high efficiency of electron collection. Here we provide full experimental studies that range from the electrode materials design consisting of the Ag nanowire network and conducting polymer hybrid and the application of the electrode to CIGS PV for high efficiency. Ag nanowire reinforced ultralight 3D porous composite with high strength was introduced in chapter 4 by using high porosity of 3D network structure consist of Ag nanowire and cellulose nanofibers(CNF). Higher mechanical properties of Ag nanowire than bulk material due to size effect also contribute to fabricate porous material with high strength. A one step process of uniaxial freeze drying with a solution containing Ag nanowires and CNF can be fabricated an oriented porous 3D structure. Strength of the 3D porous composite was studied as a function of pore direction and the amount of Ag nanowires embedded in the wall of CNF.
본 연구에서, 우리는 고유한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 갖는 은나노와이어 기반의 2차원 유연 투명전극과 3차원 고강도 경량 소재를 제작하는 방법을 제안하였다. 은 나노와이어 기반 투명전극은 은 나노와이어 네트워크 사이의 빈공간으로부터의 높은 광투과도와 은 자체가 갖는 높은 전기 전도성을 이용하여 디스플레이와 태양전지에서 인듐 주석 산화물을 대체하기 위해 소개되었다. 금 코팅 은 나노와이어 투명전극의 산란도 감소는 선명한 이미지의 디스플레이를 위해 제 2장에서 연구되었다. 이 연구는 합성, 구조 및 상태 분석, 전기적 광학적 특성 분석에 대한 결과와 함께 FDTD 시뮬레이션을 통해 금 코팅에 따른 산란도 감소에 대한 통찰을 제공하였다. 은 나노와이어와 PEDOT:PSS 투명전극 또한 용액공정, 저비용, 대면적 CIGS 태양전지를 위해 제 3장에서 연구되었다. 얇은 PEDOT:PSS 전도성 고분자 층은 은 나노와이어 네트워크 위에 도포되어 높은 전자 수집률을 위해 네트워크 사이의 빈공간에 채워지는 역할을 담당한다.여기 우리는 은나노와이어 네트워크와 전도성 고분자 혼합 전극 재료 디자인의 구성 및 고휴율 CIGS 태양전지를 위한 전극의 적용에 대한 전체적인 실험 연구결과를 제공했다. 은 나노와이어와 셀룰로오스 나노섬유로 구성된 3D 네트워크 구조의 높은 다공성을 이용한 은 나노와이어 강화 고강도 3차원 다공성 복합 재료가 제 4 장에서 소개되었다. 크기 효과로 인해 벌크 물질보다 높은 은 나노와이어의 기계적 성질은 또한 고강도의 다공성 물질을 제조하는데 기여한다. 은 나노와이어와 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 용액을 이용한 일축 동결 건조의 단일 공정은 배향된 다공성 3차원 구조를 제작할 수 있습니다. 3 차원 다공성 복합 재료의 강도는 기공 방향과 셀룰로오스 나노섬유 벽에 박혀있는 은 나노와이어의 양에 따른 기능에 대해 연구되었다.
