Page 33 - 能量採集技術開啟醫療應用新局

圖5:以TEMPO改質CNF製作透明奈米紙:(a)普通纖維素紙和(b)透明纖維素奈米紙SEM圖;(c)拉伸 試驗;(d)與(e)分別為改質前後纖維結構滑動的模擬;(f )位能隨相對滑動的能量變化。
若以TEMPO改質纖維素奈米 纖維製作透明奈米紙，呈現約96% 的高透光度與約60%的高霧度，若 將多層透明奈米紙疊合增加光散 射，甚至能提高裝置效率10-20% (圖5)，是作為太陽能電池基板的 理想材料。而CNC具有高光學霧度 之特性，以CNC製成基板用於有機 太陽光電裝置，因CNC纖維分佈較 均勻且表面更平整，成品能量轉換 效率高於使用CNF基板。
纖維素奈米紙用於新世代軟 性電子產品的相關發展，已吸引 許多研究關注，其表面平滑和具 多孔結構，是發展電子裝置的理想 選擇。然而，纖維素對電子無導電 性，需要適時添加高導電性材料， 增加其功能應用。
圖6:(a)塗層相紙、(b)普通紙、(c)纖維素奈米 紙上折疊的奈米銀線;(d)纖維素奈米紙天線在 折疊前後的回波損耗。
軟性電極或支撐用基材。其中，結 合碳材與纖維素的奈米紙具有輕 量、高 強 度、可 撓、可 充 電、能 量 密 度高等特性。
一次性使用等特點;若以纖維素 奈米紙作為基材研發傳輸訊號的 天線裝置，可用於衛星、電腦或其 他無線通訊設備(圖6)。將導電奈 米銀線與CNF混合製成高介電複 合奈米紙，用於電晶體和天線等 電子應用;在纖維素奈米紙上製 作高透明OTFT，由於聚合物電介 質和纖維素奈米紙間的高結合能 力，可改善其物性和電性;在可撓 透明的奈米紙上製作MoS2光電電 晶體，其光敏電阻顯示高光輻射 率，且開發的裝置具有高透明度。
太陽能電池需要高度透明的 基板，但也需要高霧度強化光散射 以增加活性材料的吸收，常用的透 明基板為玻璃或塑膠。將奈米銀線 的導電線路印刷在CNF製成的透明 奈米紙上製作太陽能紙電池，發現 以傳統紙張列印奈米銀粒子，顆粒 易流入孔隙中，而纖維素奈米紙上 列印的奈米銀線較窄，效能更好。
軟性電子裝置
纖維素奈米紙有望用於高性 能的一次性電子產品，如智慧標 籤、紙顯示器，以及生物感測器 等，且纖維素奈米紙具有良好的熱 穩定性和化學耐久性，作為基材製 作OTFT，其製程和使用傳統玻璃 基材的製程相似。有學者在纖維素 奈米紙上以奈米銀顆粒進行裝飾， 製作出用於資訊儲存的軟性電阻
另有學者提到CNF和奈米銀線 之間的高親和力和高度纏結，使纖 維素奈米紙折疊後仍保持其高導電 性，讓太陽能紙電池折疊後仍可產 生電能;以丙烯酸塗層的纖維素奈 米紙作為基材製作鈣鈦礦太陽能電 池，其功率重量比為0.56W/g，能量 轉換效率為4.25%，在彎曲50次後 仍保持其效率80%。
在CNF奈米紙上製作可折疊 的有機記憶體，具有可直接列印、
DESIGN FEATURES
www.edntaiwan.com 31