透明導電薄膜將有助于柔性屏幕的開發 

提供：Jes Linnet，南丹麥大學

研究人員使用一種稱作膠體蝕刻技術的方法來制造一個銀納米孔，這種銀納米孔在能夠導電的同時，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電電極薄膜的大規模制造。

由于銀的延展性及耐化學性相對于目前用于制造這些電極的材料較好，因此，這種新薄膜能夠為柔性屏幕和電子設備提供一種高性能和長期性的選擇。銀基薄膜的應用也使柔性太陽能電池安裝于窗戶、屋頂甚至個人設備上成為可能。

在《Optical Materials Express》雜志中，研究人員報道了一種在直徑為10厘米玻璃圓片上制備透明導電薄膜的方法。基于與實驗測量結果相匹配的理論估計，與現有的柔性顯示器和觸摸屏中使用的薄膜電極比較，他們預測這種薄膜電極可能表現得明顯更好。

該論文的**作者，來自南丹麥大學的JesLinnet說：“我們的制備方法是高度可重復的，并且這種方法創造了一種能夠調節透明度與導電性二者平衡性的化學穩定結構。”“這也就是說，如果一個設備需要較高的透明度，但對導電性要求較低，我們可以通過改變薄膜的厚度進行調節。”

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，它的透明度可以達到92%，與玻璃相當。

盡管ITO的透明度較高，但為了獲得可重復性，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，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電極。然而，直到現在，貴金屬透明導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，這可能會使性能降低。也可以用碳納米管制造透明導電薄膜，但這些薄膜目前還沒有足夠高的導電性來滿足所有的應用，并且，由于納米管彼此堆疊在一起，使得這些薄膜也會受到表面粗糙度的影響。

在這項新研究中，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，創造一個屏蔽層或模板。研究人員將這些涂覆的晶片放入一個等離子體爐中，均勻地縮小所有粒子的尺寸。當他們將一層銀薄膜沉積到屏蔽層上時，銀就進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，產生了一種導電的、光學透明的薄膜。

平衡透明度和電導率

研究人員指出，他們的大規模制造方法可用于制造透光率高達80%的透明銀電極，同時，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，電極的導電性越好。

Linnet說：“我們的工作*新穎的方面是，我們用與測量結果密切相關的理論分析，對這種薄膜的傳輸性和導電性進行了解釋。”“制造問題往往會讓人很難從一種新材料中獲得*好的理論性。我們決定報道我們在實驗中遇到的問題，并提出相應的解決措施，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，他們的研究結果表明，膠體蝕刻技術可以被用來制備具有穩定化學性的透明導電薄膜，并且可能對多種應用都是有用的。

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