随着移动智能设备的快速发展,透明电极的市场迅猛增长。锡掺杂氧化铟(ITO)透明电极占据透明电极绝大部分的市场份额。但是,铟的稀缺导致ITO供应紧张。此外,ITO具有陶瓷材料的脆性,给电极制备及后处理工艺带来极大的不便。因此,人们致力研究新一代透明电极材料,如Ag纳米线、碳纳米管、石墨烯以及导电聚合物等。目前,由Ag纳米线制备的透明电极在相同透过率下的方阻最低,所以被认为是最有潜力的下一代透明电极。方阻和透过率是Ag纳米线透明电极的最重要的光电性能指标。人们普遍认为这些光电性能取决于Ag纳米线的长度和半径等几何特征,然而它们之间具体的定量关系仍不甚清楚。为了获得高性能Ag纳米线透明电极,本文首先模拟计算了Ag纳米线的几何特征对其透明电极光电性能的影响,并以此为依据指导了Ag纳米线的合成及透明电极的制备等方面的研究,在此基础上研制了基于该透明电极的新型传感器。主要研究成果如下：以Ag纳米线电导率为参数,模拟计算了长度、半径以及线密度对Ag纳米线透明电极光电性能的影响。首先,我们采用蒙特卡罗方法使用MATLAB模拟计算了在随机位置,三种随机取向分布的细棒发生逾渗时的临界长度。针对高效的卷对卷工艺,我们深入地研究了随机位置下,两个随机取向分布的细棒的临界长度,发现当两个随机取向成正交时,细棒的临界长度最小。以Ag纳米线电导率为参数,使用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟计算了逾渗过程中Ag纳米线透明电极的方阻,并使用细棒的临界长度进行了拟合。透明电极的方阻与线密度或长度的关系都遵循渝渗理论的幂函数规律,并且其幂指数随着线密度或长度的变化会出现两个不同的值。在相同的方阻下,电极的透过率随着半径的增加而降低；当Ag纳米线的半径小于100nm时,Ag纳米线长度的增加能显著提高电极的光电性能,而半径对透明电极的影响较小。以上结果表明,当Ag纳米线的半径小于100nm时,合成超长的Ag纳米线是获得高性能透明电极的关键。根据模拟结果,优化多元醇法制备Ag纳米线的工艺,合成了平均长度为143μm、半径为110nm的超长Ag纳米线。我们系统研究了FeCl3和CuCl2离子助剂浓度对Ag纳米线的长度及半径等分布的影响。添加FeCl3时,Ag纳米线的半径都小于80nm；长度分布较窄,但是最大的长度不超过100μm。添加CuCl2时,Ag纳米线的半径随着CuCl2的浓度增加而增加,最大半径几乎达200nm; Ag纳米线的长度呈一个很宽范围的分布,但是其长度能够达到300μm。综合分析添加FeCl3和CuCl2对Ag纳米线的形貌影响后,添加Cu(NO3)2时成功合成出了平均长度达143μm、长径比高达641的超长Ag纳米线。结合超长Ag纳米线和室温等离子体处理工艺,成功制备了高性能的Ag纳米线透明电极,其在93.3%的透过率下方阻仅为16ΩΩ/sq。我们采用正交取向的改进涂膜方式让Ag纳米线更高效地相连,然后使用室温等离子体工艺处理Ag纳米线透明电极,这样不仅可以达到去除Ag纳米线表面的PVP绝缘层的目的,而且还实现了Ag纳米线的自焊接,极大地增加了透明电极的导电性和机械性能,从而获得了品质因子高达471的高性能透明电极。在此基础上,我们发展了一种将Ag纳米线透明电极转移到任意衬底上的工艺,并且转移后的电极具有良好的抗弯折性和稳定性。我们利用Ag纳米线透明电极制备了一个距离和压力的双模透明寻址传感器。通过监测互感电容的改变率,该传感器件不仅能够进行非接触式的距离探测,而且能进行接触式的应力测试。它能快速、重复地监测手指从靠近、到按压和最后离开传感器的整个动作过程。我们将传感器上的Ag纳米线透明电极制作成带状结构后,双模传感器成为了矩阵式器件,从而可以准确地探测物体的三维空间位置。