En billig, fleksibelt og genanvendeligt alternativ til indiumtinoxid i elektroder

Australske forskere har vist det stærke potentiale for en ny type fleksible, genanvendelige elektroder, der skal bruges til at skabe billigere solceller, berøringsskærme, bærbare 'e-skins' og næste generations responsive vinduer.

Disse materialer, lavet ved hjælp af en enkel, omkostningseffektive fremstillingsprocesser, kunne erstatte traditionelle transparente ledende oxider såsom indiumtinoxid (ITO), som er en nødvendig komponent i næsten alle tyndfilmssolceller, bærbare skærme og smartphone-skærme, men som støt stiger i pris på grund af sin knaphed, og er i sagens natur begrænset af sin skøre natur.

Udover billigere, højeffektive fotovoltaiske solceller, computerskærme og smartphone -berøringsskærme, husholdningernes energiregninger kan blive skåret ned på lang sigt, med elektroderne potentielt i stand til at blive brugt til fremstilling af smarte vinduer, som elektrisk kan skifte farve og blive uigennemsigtig eller gennemsigtig.

Medvirkende forfatter Dr. Eser Akinoglu fra ARC Center of Excellence in Exciton Science sagde:"Materialets ydeevne er fremragende, transmissionen på over 90% og høj elektrisk ledningsevne konkurrerer med ITO-benchmark."

Ser frem til den potentielle kommercielle anvendelse af forskningen, han tilføjede:"I princippet, du burde være i stand til at integrere denne teknologi i industriel rulle-til-rulle-udskrivning."

Opnået ved hjælp af en teknik kaldet nanosfærelitografi, en deponeringsmetode, der involverer afdampning af den ønskede kombination af materialer til et nanoskala -mønster, forskere fra University of Queensland og ARC Center of Excellence i Exciton Science har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Avancerede funktionelle materialer .

De dielektriske/metal/dielektriske (D/M/D) nanomesh-elektroder, der blev produceret gennem denne tilgang, kunne prale af præcist kontrolleret perforeringsstørrelse, trådbredde og ensartet hulfordeling, giver høj transmittans, lav plademodstand (som minimerer tab af spænding) og enestående bøjningsudholdenhed.

Hovedforfatter Dr. Tengfei Qiu fra University of Queensland sagde:"Vi tilbød en strategi for at gøre skyggeområdet af den metalliske nanomesh meget gennemsigtig, ved at integrere D/M/D-strukturer til nanomesh-systemet. De nanomesh transparente film med D/M/D lagdelt struktur er ikke blevet undersøgt før. Den enkle og omkostningseffektive nanosfære-litografiteknik kan anvendes til at fremstille forskellige lagdelte nanomesh-materialer."

Og, i tilfælde af visse fleksible elektrokrome anvendelser, elektroderne demonstrerede endda evnen til at blive genbrugt, at forbedre mekanismens legitimationsoplysninger som et muligt bæredygtigt alternativ til mere etablerede fremstillingsmaterialer og -processer.

Dr. Akinoglu sagde om denne genanvendelige egenskab:"Det betyder, at hvis du laver en enhed som et elektrokromt vindue, som kan forringes i funktionalitet efter dens levetid, du kan skille det ad, skyl elektroderne, og genbruge dem til en anden enhed. "

Et af de næste skridt for forskere er at udforske potentialet vist i denne undersøgelse for at skabe lignende resultater i større skala, med et langsigtet sigte på at opnå lignende resultater i en kommercielt levedygtig kapacitet.

"Du ønsker at få større gennemsigtighed, du ønsker at få plademodstanden lavere, og du ønsker at få udholdenheden over for mekanisk belastning og fleksibilitet højere, " sagde Dr. Akinoglu.

"Og du vil være i stand til at fremstille det på et stort område, til en lav pris."

Seniorforfatter Prof. Lianzhou Wang tilføjede:"Dette arbejde vil inspirere til designet af transparente ledende film med nye funktioner såsom fleksibilitet og genanvendelighed, giver en fremragende platform for næste generation af miljøvenlig optoelektronik."