Přejít k obsahu


Self-adhesive electrode applied to ZnO nanorod-based piezoelectric nanogenerators

Citace:
YILMAZ, P., GREENWOOD, P., MERONI, S., TROUGHTON, J., NOVÁK, P., LI, X., WATSON, T., BRISCOE, J. Self-adhesive electrode applied to ZnO nanorod-based piezoelectric nanogenerators. SMART MATERIALS & STRUCTURES, 2019, roč. 28, č. 10, s. NESTRÁNKOVÁNO. ISSN: 0964-1726
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Self-adhesive electrode applied to ZnO nanorod-based piezoelectric nanogenerators
Rok vydání: 2019
Autoři: Pelin Yilmaz , Peter Greenwood , Simone Meroni , Joel Troughton , Ing. Petr Novák Ph.D. , Xuan Li , Trystan Watson , Joe Briscoe
Abstrakt CZ: Piezoelektrická zařízení založená na ZnO nanotyčinkách získala v systémech sběru energie velkou pozornost, protožemohou být zpracována při nízkých teplotách na pružné plastové substráty. Vakuově odpařené kontakty z drahých kovů však zůstávají nákladným prvkem zařízení. Tato práce pojednává o použití průhledných vodivých lepidel (TCA) jako alternativního vrchního kontaktu, který je bez vakuového odpařování a drahých kovů. Fólie TCA různých tlouštěk byly nalisovány na niklovou mikro mřížku na PET substrátech a přilepeny pomocí nízkotlaké laminace za studena pro spojení adhezivní složky TCA k piezoelektrickým generátorům s konečnou strukturou zařízení PET / ITO / ZnO semen / ZnO - nanorody / CuSCN / PEDOT: PSS / TCA. Piezoelektrická výkonnost zařízení byla porovnána měřením výstupního napětí v otevřeném obvodu a maximálního výstupního výkonu v rozsahu odporových zátěží. Bylo pozorováno, že výstupní napětí stoupá se zvyšující se TCA tloušťkou a dosahuje maximální hodnoty 0,72 V generované se 110 um TCA jako vrchním kontaktem. Vyšší odpor v důsledku zvýšené tloušťky TCA však vedl ke snížení výkonu; maximální vypočítaný výkon 0,25 um W byl získán ze zařízení s nejtenčí TCA vrstvou 22 um. Nakonec byla účinnost piezoelektrických nanogenerátorů s TCA kontakty porovnána s kontrolním zařízením s odpařeným zlatým kontaktem.
Abstrakt EN: ZnO nanorod-based piezoelectric devices have gained wide attention in energy harvesting systems as they can be processed at low temperatures onto flexible plastic substrates, giving a good potential for low cost. However, the vacuum-evaporated, precious metal contacts remain a high-cost element of the devices. This paper discusses the use of transparent conductive adhesives (TCAs) as an alternative top contact that is free from both vacuum-evaporation and precious metals. TCA films of various thicknesses were tape-cast onto nickel microgrid on PET substrates and adhered using low-pressure cold-lamination to bond the adhesive component of the TCA to piezoelectric generators with the final device structure of PET/ITO/ZnO-seed/ZnO-nanorods/CuSCN/PEDOT:PSS/TCA. The piezoelectric performances of the devices were compared by measuring output voltage in open-circuit and maximum power output across a range of resistive loads. The voltage output was observed to rise with increasing TCA thickness, reaching a maximum value of 0.72 V generated with 110 mu m of TCA as top contact. However, the higher resistance due to increased TCA thickness led to decreased power output; a maximum calculated power of 0.25 mu W was obtained from the device with the thinnest TCA layer of 22 mu m. Finally, the performance of piezoelectric nanogenerators with TCA contacts were compared to a control device with an evaporated gold contact.
Klíčová slova

Zpět

Patička