南丹麥大學研究人員開發出了基於納米圖案化銀的新型透明導電電極膜的大規模製造方法。智能手機觸摸屏和平板電視使用透明電極來檢測觸摸並快速切換每個像素的顏色。由於銀比現在用於製造這些電極的材料更脆，更耐化學腐蝕，所以新型薄膜用於柔性螢幕和電子設備可以實現高性能和長壽命。銀基薄膜還可以使柔性太陽能電池安裝在窗戶、屋頂甚至個人設備上。據發表在《光學材料快報》雜誌上的文章所述，研究人員在直徑10厘米的玻璃圓片上製作透明導電薄膜。實驗測量結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於現有柔性顯示器和觸摸屏。
南丹麥大學研究人員開發出了基於納米圖案化銀的新型透明導電電極膜的大規模製造方法。智能手機觸摸屏和平板電視使用透明電極來檢測觸摸並快速切換每個像素的顏色。由於銀比現在用於製造這些電極的材料更脆，更耐化學腐蝕，所以新型薄膜用於柔性螢幕和電子設備可以實現高性能和長壽命。銀基薄膜還可以使柔性太陽能電池安裝在窗戶、屋頂甚至個人設備上。據發表在《光學材料快報》雜誌上的文章所述，研究人員在直徑10厘米的玻璃圓片上製作透明導電薄膜。實驗測量結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於現有柔性顯示器和觸摸屏。
「我們採用的製造方法具有高度的可重複性，並且在透明性和導電性之間進行可調節的折衷，從而形成化學穩定的結構。」該論文的第一作者，南丹麥大學的Jes Linnet說。「這意味着如果器件需要更高的透明度而導電率更低，則可以通過改變薄膜厚度來實現。」
找到一個柔性電極材料的替代者
今天的大多數透明電極都是由氧化銦錫(ITO)製成的，它可以實現高達92%的透明度——與玻璃相當。ITO薄膜雖然度透明高，但必須仔細加工方可達到性能的可重複性，並且太脆而不能用於柔性電子設備或顯示器。由於這些缺點，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，可用於製造可與柔性基材一起使用的耐用耐化學電極。然而，迄今為止，貴金屬透明導電膜表面粗糙度高，這會引起膜與其他層之間的界面不平坦而降低性能。透明導電膜也可以使用碳納米管制成，但是這些膜目前對於所有應用來說，沒有足夠高的電導率，並且由於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製造透明導電銀薄膜。他們首先使用大小均勻、密堆積的單層塑料納米顆粒塗布10厘米的晶片來創建掩模層或模板。研究人員將這些塗層晶圓放入等離子烘箱中，使所有顆粒的大小均勻收縮。當他們在掩模層上沉積銀薄膜時，銀進入塑料顆粒之間的空間。然後他們溶解顆粒，留下精確的蜂窩狀孔洞圖案，可允許光線通過，從而產生導電且光學透明的薄膜。
平衡透明度和導電性
研究人員證明，他們的大規模製造方法可用於製造透明度高達80%的銀透明電極，同時保持電阻片電阻低於每平方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，我們利用與測量結果相關度很好的理論分析來說明了這種薄膜的透射特性和電導特性。製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並假設補救措施，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。」研究人員表示，他們的研究結果表明，膠體光刻技術可用於製造化學穩定的透明導電薄膜，可用於各種應用。
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