澳研究人员制成可替代ITO的新型材料，制作低成本柔性透明电子器件

近日，澳大利亚研究人员展示了一种新型柔性电极的强大潜力。这种电极可用于制造低成本太阳能电池、触摸屏、可穿戴“电子皮肤”和下一代响应式窗户（Responsive Windows）。

根据外媒 Printed Electronics 报道，这些材料采用简单，经济高效的制造工艺制成，可以替代传统的透明导电氧化物，例如铟锡氧化物（ITO）。ITO 广泛应用于薄膜太阳能电池、笔记本电脑屏幕和智能手机显示器等，不过由于稀缺性，其价格也在稳步上升。另外一方面，ITO 本身比较脆，不适合用于柔性产品的设计使用。

除了可以降低光伏太阳能电池、计算机显示器和智能手机触摸屏的成本外，这种电极材料从长远来看还可以削减家庭能源费用。实际上，它可以用于智能窗户的制造，这些窗户可以通过控制实现电致变色，甚至在透明和不透明两种状态之间切换。

ARC 激子科学卓越中心的 Eser Akinoglu 博士说：“这种材料的性能非常好，透光率超过 90％，具有非常高的电导率，这方面可以与 ITO 媲美”。他展望了这项研究的潜在商业应用，补充说：“原则上，我们应该能够将此技术集成到工业卷对卷印刷中。”

 
昆士兰大学和 ARC 激子科学卓越中心的研究人员在其研究中使用到一种称为纳米球光刻技术的沉积方法。该沉积方法可以将所需的材料组合蒸发成纳米级图案，这些成果发表在了《高级功能材料》杂志上。

通过这种方法生产的电介质 / 金属 / 电介质（D / M / D）纳米网状电极具有精确控制的穿孔尺寸，线宽和均匀的孔分布。这些设计最终让材料本身具有高透射率、低薄层电阻和超高的抗弯曲强度。

这项研究和论文的主要作者 Tengfei Qiu 博士说：“我们提出了一种方案——将 D / M / D 结构集成到纳米网格系统中进而让金属纳米网格的阴影区域具有高度透明性。我们可以用一种简单且经济高效的纳米球光刻技术制造这些层状纳米网状材料。”

再者，在某些电致变色的柔性应用中，这种电极一定程度上还可以回收利用，这一点更有助于将这种电极材料用作成熟制造材料和工艺的一种可持续替代方案。

Akinoglu 博士谈到了这种可回收利用的特性：“这意味着，如果用户拿它制造像电致变色窗这样的设备，在其使用寿命到期后可以将其拆开，电极在冲洗后可重新用于其他设备”。

 
对于研究人员而言，他们的下一步是，进一步探索该研究中这种材料的应用潜力，以便将它应用到更多同样的情形中去。长远来看，他们希望可以以同样的方法将其商业化。

“用户希望提高其透明度，希望降低材料的薄层电阻，还希望提高其机械应力和柔韧性，” Akinoglu 博士说，“除此之外，用户还希望能够以低成本的方式实现大规模生产。”
 
Lianzhou Wang 教授补充说：“这项工作对同时具有导电性和柔韧性的透明导电膜的设计非常有启发意义，它为下一代环保型光电器件提供了一个很好的材料平台。”