透明导电薄膜将有助于柔性屏幕的开发

透明导电薄膜将有助于柔性屏幕的开发 

提供：Jes Linnet，南丹麦大学

研究人员使用一种称作胶体蚀刻技术的方法来制造一个银纳米孔，这种银纳米孔在能够导电的同时，又可以让光线穿过小孔。这种新的透明电极薄膜可被用于太阳能电池、柔性显示屏和触摸屏。

研究人员描述了一种以银纳米粒子为基底的新型透明导电电极薄膜的大规模制造。

由于银的延展性及耐化学性相对于目前用于制造这些电极的材料较好，因此，这种新薄膜能够为柔性屏幕和电子设备提供一种高性能和长期性的选择。银基薄膜的应用也使柔性太阳能电池安装于窗户、屋顶甚至个人设备上成为可能。

在《Optical Materials Express》杂志中，研究人员报道了一种在直径为10厘米玻璃圆片上制备透明导电薄膜的方法。基于与实验测量结果相匹配的理论估计，与现有的柔性显示器和触摸屏中使用的薄膜电极比较，他们预测这种薄膜电极可能表现得明显更好。

该论文的**作者，来自南丹麦大学的JesLinnet说：“我们的制备方法是高度可重复的，并且这种方法创造了一种能够调节透明度与导电性二者平衡性的化学稳定结构。”“这也就是说，如果一个设备需要较高的透明度，但对导电性要求较低，我们可以通过改变薄膜的厚度进行调节。”

找到一种柔性替代品

目前，大部分的透明电极都是由铟锡氧化物（ITO）制成的，它的透明度可以达到92%，与玻璃相当。

尽管ITO的透明度较高，但为了获得可重复性，必须小心地制备ITO薄膜，并且铟锡氧化物薄膜较为脆弱，以至于不能将其用于柔性电子器件或显示器。基于这些缺点，研究人员正在寻找ITO的替代品。

金、银和铂等贵金属的抗腐蚀性使它们有望成为ITO的替代品，来制备能够用于柔性衬底的持久耐化学电极。然而，直到现在，贵金属透明导电薄膜依然受到高表面粗糙度的影响，由于薄膜和其他层之间的界面不是平的，这可能会使性能降低。也可以用碳纳米管制造透明导电薄膜，但这些薄膜目前还没有足够高的导电性来满足所有的应用，并且，由于纳米管彼此堆叠在一起，使得这些薄膜也会受到表面粗糙度的影响。

在这项新研究中，研究人员使用一种叫做胶体蚀刻的方法制备透明导电银薄膜。他们首先在10厘米的晶片上涂上一层均匀大小的塑料纳米颗粒，创造一个屏蔽层或模板。研究人员将这些涂覆的晶片放入一个等离子体炉中，均匀地缩小所有粒子的尺寸。当他们将一层银薄膜沉积到屏蔽层上时，银就进入了粒子之间的空隙。然后，他们使这些粒子溶解，留下一种允许光线通过的类似蜂巢的精密样品，产生了一种导电的、光学透明的薄膜。

平衡透明度和电导率

研究人员指出，他们的大规模制造方法可用于制造透光率高达80%的透明银电极，同时，保持薄膜的电阻在每平方10欧姆以下，大约为具有同等透明度的碳纳米管薄膜的十分之一。电阻越低，电极的导电性越好。

Linnet说：“我们的工作*新颖的方面是，我们用与测量结果密切相关的理论分析，对这种薄膜的传输性和导电性进行了解释。”“制造问题往往会让人很难从一种新材料中获得*好的理论性。我们决定报道我们在实验中遇到的问题，并提出相应的解决措施，以便未来能够利用这些信息去避免或减少可能影响性能的问题。”

研究人员提出，他们的研究结果表明，胶体蚀刻技术可以被用来制备具有稳定化学性的透明导电薄膜，并且可能对多种应用都是有用的。

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