近日，新材料界面科学与工程教育部重点实验室有机光电课题组苗艳勤副教授在柔性有机发光二极管（Organic light-emitting diodes，OLEDs）领域取得重要研究进展，在国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》（IF = 19.0）发表了题为“Facile Nanowelding Process for Silver Nanowire Electrodes Toward High-Performance Large-Area Flexible Organic Light-Emitting Diodes”的研究论文。该论文的第一署名单位为太原理工大学，太原理工大学在读硕士研究生杜孟阳为论文第一作者，新材料界面科学与工程教育部重点实验室苗艳勤副教授和陕西科技大学郭坤平副教授为论文通讯作者。
柔性电子器件因其独特的机械柔韧性特征，使其在柔性显示、照明及电子皮肤等领域具有巨大应用前景，成为近年来的研究热点。高性能柔性透明导电电极是实现柔性电子器件的关键。银纳米线(AgNWs)因其高的电导率被认为是构建柔性透明导电电极的理想材料，但时下开发的AgNWs电极仍存在表面粗糙度高、机械稳定性差及面电阻大等问题，制约了其在柔性电子器件中的应用。针对此，本论文报道了一种AgNWs的光/压调制焊接技术，用于快速制备大面积AgNWs柔性透明导电电极，其详细制备工艺如图1所示。
图1光/压调制焊接技术制备大面积AgNWs柔性透明导电电极工艺流程示意图
如图2所示，光/压焊接制备的AgNWs电极展现出比氧化铟锡（ITO）电极更高的透光率，达到95.2%。在光/压焊机工艺中，有效焊接了AgNWs/AgNWs链接点，并去除了焊接点AgNWs表面附着的不导电聚合物PVP，使获得的AgNWs电极实现非常低的面电阻（26.5 Ω sq-1），并展现出很好的均匀性。此外，该工艺获得AgNWs电极也展现出非常低的表面粗糙度（5.43 nm）及极高的机械柔韧性和稳定性。如在弯曲半径3 mm 下循环弯曲1000次后，AgNWs电极面电阻仅仅变化了2.96%，显著优于文献报道水平。
图2光/压调制焊接技术制备的大面积AgNWs柔性透明导电电极光电性能、表面粗糙度及其稳定性
在上述基础上，采用本工作获得的AgNWs柔性透明电极作为阳极，制备了基于Ir(ppy)3的绿色磷光OLED（发光面积为3 × 3 mm2）。该器件的电致发光性能显著优于ITO作为阳极的参比器件。如AgNWs器件的启亮电压仅为2.8 V，电流效率和外量子效率分达到了81.5 cd A-1和23.7%；采用其制备的大面积（25 ×25 mm2）OLED的电流效率和外量子效率仍达到78.0 cd A-1和22.2%，这些性能均处于文献报道最高水平。同时，AgNWs电极OLED在2000次弯曲循环测试后（弯曲半径5mm），器件的亮度仅衰减了2.1%，展现出极高的稳定性。
该研究证实了结合光焊接和压力焊接在开发高性能、大面积AgNWs柔性透明导电电极方面的可行性与优势，采用该工艺制备的电极同时可应用于其他体系的发光器件、太阳能电池及传感器件等领域，具有巨大的应用前景。
图3 AgNWs电极作阳极绿色磷光OLED的器件结构、能级水平图及电致发光性能
太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室王华教授、材料科学学与工程学院董鹏副教授及太原理工大学在读硕士研究生杨卓、王超参与了该项研究。该研究工作得到山西省创新人才团队项目（202204051001013）、山西省留学人员科技活动择优资助项目（20230007）、国家自然科学基金项目(62305202、62074109、U21A20492)及山西浙大新材料与化工研究院项目（2021SX-FR007）等项目的支持。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202404567