南丹麥大學(xué)研究人員開發(fā)出了基于納米圖案化銀的新型透明導(dǎo)電電極膜的大規(guī)模制造方法。智能手機觸摸屏和平板電視使用透明電極來檢測觸摸并快速切換每個像素的顏色。由于銀比現(xiàn)在用于制造這些電極的材料更脆，更耐化學(xué)腐蝕，所以新型薄膜用于柔性屏幕和電子設(shè)備可以實現(xiàn)高性能和長壽命。銀基薄膜還可以使柔性太陽能電池安裝在窗戶、屋頂甚至個人設(shè)備上。據(jù)發(fā)表在《光學(xué)材料快報》雜志上的文章所述，研究人員在直徑10厘米的玻璃圓片上制作透明導(dǎo)電薄膜。實驗測量結(jié)果與理論估算相吻合，因此研究人員通過計算得出，該薄膜電極的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有柔性顯示器和觸摸屏。
南丹麥大學(xué)研究人員開發(fā)出了基于納米圖案化銀的新型透明導(dǎo)電電極膜的大規(guī)模制造方法。智能手機觸摸屏和平板電視使用透明電極來檢測觸摸并快速切換每個像素的顏色。由于銀比現(xiàn)在用于制造這些電極的材料更脆，更耐化學(xué)腐蝕，所以新型薄膜用于柔性屏幕和電子設(shè)備可以實現(xiàn)高性能和長壽命。銀基薄膜還可以使柔性太陽能電池安裝在窗戶、屋頂甚至個人設(shè)備上。據(jù)發(fā)表在《光學(xué)材料快報》雜志上的文章所述，研究人員在直徑10厘米的玻璃圓片上制作透明導(dǎo)電薄膜。實驗測量結(jié)果與理論估算相吻合，因此研究人員通過計算得出，該薄膜電極的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有柔性顯示器和觸摸屏。
“我們采用的制造方法具有高度的可重復(fù)性，并且在透明性和導(dǎo)電性之間進(jìn)行可調(diào)節(jié)的折衷，從而形成化學(xué)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)?！痹撜撐牡牡谝蛔髡?，南丹麥大學(xué)的Jes Linnet說?！斑@意味著如果器件需要更高的透明度而導(dǎo)電率更低，則可以通過改變薄膜厚度來實現(xiàn)?！?/span>
找到一個柔性電極材料的替代者
今天的大多數(shù)透明電極都是由氧化銦錫(ITO)制成的，它可以實現(xiàn)高達(dá)92%的透明度——與玻璃相當(dāng)。ITO薄膜雖然度透明高，但必須仔細(xì)加工方可達(dá)到性能的可重復(fù)性，并且太脆而不能用于柔性電子設(shè)備或顯示器。由于這些缺點，研究人員正在尋求ITO的替代品。貴金屬(如金，銀和鉑)的抗腐蝕性使其成為有希望的ITO替代品，可用于制造可與柔性基材一起使用的耐用耐化學(xué)電極。然而，迄今為止，貴金屬透明導(dǎo)電膜表面粗糙度高，這會引起膜與其他層之間的界面不平坦而降低性能。透明導(dǎo)電膜也可以使用碳納米管制成，但是這些膜目前對于所有應(yīng)用來說，沒有足夠高的電導(dǎo)率，并且由于納米管彼此堆疊而使薄膜表面粗糙度受影響。
在這項新研究中，研究人員使用了一種稱為膠體光刻的方法來制造透明導(dǎo)電銀薄膜。他們首先使用大小均勻、密堆積的單層塑料納米顆粒涂布10厘米的晶片來創(chuàng)建掩模層或模板。研究人員將這些涂層晶圓放入等離子烘箱中，使所有顆粒的大小均勻收縮。當(dāng)他們在掩模層上沉積銀薄膜時，銀進(jìn)入塑料顆粒之間的空間。然后他們?nèi)芙忸w粒，留下精確的蜂窩狀孔洞圖案，可允許光線通過，從而產(chǎn)生導(dǎo)電且光學(xué)透明的薄膜。
平衡透明度和導(dǎo)電性
研究人員證明，他們的大規(guī)模制造方法可用于制造透明度高達(dá)80%的銀透明電極，同時保持電阻片電阻低于每平方10歐姆，約為同等透明度的碳納米管基薄膜的十分之一。電阻越低，電極在傳導(dǎo)電荷時就越好。Linnet說：“我們工作最新穎的一點是，我們利用與測量結(jié)果相關(guān)度很好的理論分析來說明了這種薄膜的透射特性和電導(dǎo)特性。制造工藝問題通常很難從新材料中獲得最佳的理論性能。我們決定報告我們實驗中遇到的情況并假設(shè)補救措施，以便將來可以使用這些信息來避免或減少可能影響性能的問題?！毖芯咳藛T表示，他們的研究結(jié)果表明，膠體光刻技術(shù)可用于制造化學(xué)穩(wěn)定的透明導(dǎo)電薄膜，可用于各種應(yīng)用。
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