產(chǎn)學研深度融合，創(chuàng)新印刷電子未來｜綠展科技團隊階段性科研成果介紹

綠展科技、中科院蘇州納米所、廣東中科半導體微納制造研究院共同成立了“納展微電子精密印刷制造聯(lián)合實驗室”。

聯(lián)合實驗室負責人馬昌期博士及林劍博士一直致力于研究可印刷有機及雜化半導體材料、高效柔性納米器件技術等新興科研領域，攻堅技術難題并推動產(chǎn)學研深度融合。

馬昌期博士團隊現(xiàn)有在所成員 37 人，其中包括研究員 1 人，項目研究員 1 人，副研究員 2 人，助理研究員 2 人，博士后 5 人，研究生 26 人。

近年來團隊取得的一系列成果（部分）

有機半導體材料分子設計與合成

課題組開發(fā)了基于芳酰亞胺衍生物的新型非富勒烯衍生物半導體材料（Chem. Commun. 2016, 52, 1649-1652; Dyes and Pigments 2017, 136, 35-346; Dyes and Pigments 2017, 139, 498-508）并通過分子維度的調控，調節(jié)分子間相互作用來提高材料在器件上的性能表現(xiàn)（Polym. Chem. 2017, 8, 1460-1476，圖1）。此外，這類分子在高效分離碳納米管方面也表現(xiàn)出很高的效率（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1703938）。

印刷電子墨水開發(fā)

印刷電子油墨要求綠色環(huán)保、長效穩(wěn)定、電池性能對功能薄膜的厚度敏感性低。團隊致力于納米金屬氧化物材料的配位化學研究，通過硅烷偶聯(lián)劑修飾金屬氧化物納米顆粒，可以有效鈍化低溫極性溶劑中合成的金屬氧化物表面多種缺陷，降低納米材料作為界面層時的傳輸電阻；同時有效提升納米墨水的長時間穩(wěn)定性（ACS Nano 2018, 12, 5518-5529）。在硅烷偶聯(lián)劑修飾的基礎上，進一步通過化學接枝修飾，有效調控納米材料從親水轉變?yōu)槭杷c富勒烯類材料具有優(yōu)異的兼容，可形成復合墨水，提升鈣鈦礦有機太陽能電池的穩(wěn)定性（Sol. RRL 2020, 4, 2000289）。進一步針對印刷薄膜低表面粗糙度的需求，利用聚合物與化學接枝修飾的金屬氧化物復合，有效抑制納米材料成膜過程中的自聚集，改善成膜質量，增加薄膜的工作厚度，降低印刷難度（ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 7170-7179; Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2015, 141, 248-259）。用于凹版印刷、微凹版印刷、涂布等工藝中，都取得了良好的應用（Sol. Energy 2019, 193, 102-110;Org. Electron. 2017, 45, 190-197）。

大面積透明導電薄膜印刷技術

對于柔性太陽能電池而言，高導電性以及高透光率的透明導電電極是重要材料基礎。研究團隊發(fā)展了凹版印刷法制備銀線電極大面積電極技術，實現(xiàn)了透明導電電極的低成本、圖案化制備，電極具備大面積均勻性好、光電性能優(yōu)異（與剛性ITO相當）、表面粗糙度低等優(yōu)點（Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2007276，）。

印刷頂電極技術

全印刷電池中，由于多層薄膜印刷過程中存在著不可避免的溶劑滲透問題，所以印刷頂電極是最難的技術。研究團隊開發(fā)了在功能層上直接印刷 AgNW 的噴墨打印技術（Appl. Phys. Lett. 2015, 106, 093302），通過油墨成分和制備工藝的調控實現(xiàn)了差異顯著的器件性能，最終在器件半透明的前提下獲得了 2.71%的 PCE，接近采用真空沉積鋁電極（不透明）的器件效率水平（3.15%）。

為了進一步降低印刷頂電極的設備成本，研究團隊進一步發(fā)展了噴涂銀納米線頂電極技術，在噴涂 AgNW 電極的基礎上，通過構建 AgNWs-ZnO復合材料，進一步降低了印刷頂電極與功能層之間的接觸電阻。為了進一步降低全印刷過程中溶劑的影響，研究團隊發(fā)展了干法轉印電極的工作，在加工過程中有效免除了溶劑帶來的負面效應(Org. Electron. 2022, 100, 106352 )。

以上是綠展科技首席科學家馬昌期博士、林劍博士及其團隊近年來具有代表性的部分研究成果，團隊具備完善的材料合成制備、印刷工藝研究、器件集成封裝、性能分析測試等實驗條件，歡迎加入！

未來，我們將繼續(xù)與中科院蘇州納米所聯(lián)合開展更多新興領域的產(chǎn)學研項目，持續(xù)發(fā)揮納展微電子精密印刷制造聯(lián)合實驗室在科研領域的引領創(chuàng)新功能，將研究成果從實驗室?guī)У焦S，讓智造更簡單，共塑創(chuàng)新未來。