透明導(dǎo)電薄膜將有助于柔性屏幕的開發(fā) 

提供：Jes Linnet，南丹麥大學(xué)

研究人員使用一種稱作膠體蝕刻技術(shù)的方法來制造一個(gè)銀納米孔，這種銀納米孔在能夠?qū)щ姷耐瑫r(shí)，又可以讓光線穿過小孔。這種新的透明電極薄膜可被用于太陽(yáng)能電池、柔性顯示屏和觸摸屏。

研究人員描述了一種以銀納米粒子為基底的新型透明導(dǎo)電電極薄膜的大規(guī)模制造。

由于銀的延展性及耐化學(xué)性相對(duì)于目前用于制造這些電極的材料較好，因此，這種新薄膜能夠?yàn)槿嵝云聊缓碗娮釉O(shè)備提供一種高性能和長(zhǎng)期性的選擇。銀基薄膜的應(yīng)用也使柔性太陽(yáng)能電池安裝于窗戶、屋頂甚至個(gè)人設(shè)備上成為可能。

在《Optical Materials Express》雜志中，研究人員報(bào)道了一種在直徑為10厘米玻璃圓片上制備透明導(dǎo)電薄膜的方法。基于與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果相匹配的理論估計(jì)，與現(xiàn)有的柔性顯示器和觸摸屏中使用的薄膜電極比較，他們預(yù)測(cè)這種薄膜電極可能表現(xiàn)得明顯更好。

該論文的**作者，來自南丹麥大學(xué)的JesLinnet說：“我們的制備方法是高度可重復(fù)的，并且這種方法創(chuàng)造了一種能夠調(diào)節(jié)透明度與導(dǎo)電性二者平衡性的化學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。”“這也就是說，如果一個(gè)設(shè)備需要較高的透明度，但對(duì)導(dǎo)電性要求較低，我們可以通過改變薄膜的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。”

找到一種柔性替代品

目前，大部分的透明電極都是由銦錫氧化物（ITO）制成的，它的透明度可以達(dá)到92%，與玻璃相當(dāng)。

盡管ITO的透明度較高，但為了獲得可重復(fù)性，必須小心地制備ITO薄膜，并且銦錫氧化物薄膜較為脆弱，以至于不能將其用于柔性電子器件或顯示器。基于這些缺點(diǎn)，研究人員正在尋找ITO的替代品。

金、銀和鉑等貴金屬的抗腐蝕性使它們有望成為ITO的替代品，來制備能夠用于柔性襯底的持久耐化學(xué)電極。然而，直到現(xiàn)在，貴金屬透明導(dǎo)電薄膜依然受到高表面粗糙度的影響，由于薄膜和其他層之間的界面不是平的，這可能會(huì)使性能降低。也可以用碳納米管制造透明導(dǎo)電薄膜，但這些薄膜目前還沒有足夠高的導(dǎo)電性來滿足所有的應(yīng)用，并且，由于納米管彼此堆疊在一起，使得這些薄膜也會(huì)受到表面粗糙度的影響。

在這項(xiàng)新研究中，研究人員使用一種叫做膠體蝕刻的方法制備透明導(dǎo)電銀薄膜。他們首先在10厘米的晶片上涂上一層均勻大小的塑料納米顆粒，創(chuàng)造一個(gè)屏蔽層或模板。研究人員將這些涂覆的晶片放入一個(gè)等離子體爐中，均勻地縮小所有粒子的尺寸。當(dāng)他們將一層銀薄膜沉積到屏蔽層上時(shí)，銀就進(jìn)入了粒子之間的空隙。然后，他們使這些粒子溶解，留下一種允許光線通過的類似蜂巢的精密樣品，產(chǎn)生了一種導(dǎo)電的、光學(xué)透明的薄膜。

平衡透明度和電導(dǎo)率

研究人員指出，他們的大規(guī)模制造方法可用于制造透光率高達(dá)80%的透明銀電極，同時(shí)，保持薄膜的電阻在每平方10歐姆以下，大約為具有同等透明度的碳納米管薄膜的十分之一。電阻越低，電極的導(dǎo)電性越好。

Linnet說：“我們的工作*新穎的方面是，我們用與測(cè)量結(jié)果密切相關(guān)的理論分析，對(duì)這種薄膜的傳輸性和導(dǎo)電性進(jìn)行了解釋。”“制造問題往往會(huì)讓人很難從一種新材料中獲得*好的理論性。我們決定報(bào)道我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中遇到的問題，并提出相應(yīng)的解決措施，以便未來能夠利用這些信息去避免或減少可能影響性能的問題。”

研究人員提出，他們的研究結(jié)果表明，膠體蝕刻技術(shù)可以被用來制備具有穩(wěn)定化學(xué)性的透明導(dǎo)電薄膜，并且可能對(duì)多種應(yīng)用都是有用的。

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