28 okt. 2019
2 minuten
Transparante geleidende elektroden zijn van belang voor industriële toepassingen zoals zonnecellen, Leds en touchscreens. Deze elektroden zijn echter van nature duur en bros. Het veelbelovende alternatief zijn zilveren nanodraadnetwerken. Eindhovense onderzoekers ontwikkelden betere manieren om ze te produceren en te karakteriseren.
Traditioneel gesproken worden transparante geleidende elektroden gemaakt van dunne film geleidende oxiden die uit zeldzame aardmetalen bestaan. Deze materialen zijn duur. Bovendien zijn de elektroden van nature bros en dus slecht geschikt voor toepassingen in flexibele schermen. Zilveren nanodraadnetwerken hebben een groot potentieel: ze combineren een hoge geleidbaarheid met mechanische flexibiliteit, lage productiekosten en optische transparantie. De eerste apparaten met zilveren nanodraadelektroden zijn al op de markt.
Onderzoekers van Differ hebben een betere manier gevonden om zilveren nanodraden te produceren. Samen met collega’s van de TU/e bedachten ze een nieuwe methode om de kwaliteit van deze zilveren netwerken te meten. Promovendi Matteo Parente (Differ) en Niels van Hoof (TU/e) publiceerden hun resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Optical Materials.
Zilveren nanodraden worden meestal bereid door de zogenaamde polyolsynthese, een eenvoudig, snel en schaalbaar proces. "Het grootste nadeel van deze synthese is de grote hoeveelheid bijproducten aan het einde van het proces, die nadelig zijn voor de prestaties van de elektroden", zegt Parente. "Wij hebben nu een eenvoudige manier gevonden om de hoeveelheid bijproducten aan het einde van de synthese drastisch te minimaliseren. Hierdoor konden we transparante elektroden van zeer hoge kwaliteit produceren uit zilveren nanodraden."
Betere tests
Ook is een betere manier gevonden om de kwaliteit van de draden te meten. Dit wordt normaal gesproken gedaan met een 4-punts sondetechniek. Deze techniek geeft een algemeen overzicht van de eigenschappen van het monster en beschadigt het monster soms. De onderzoekers gebruikten nu 2 contactloze technieken om de metingen te verbeteren: terahertz tijd-domein spectroscopie (THz-TDS) en terahertz near-field microscopie. THz near-field microscopie kan eventuele defecten van deze geleidende netwerken herkennen, zelfs als ze uit een nanodraadreeks bestaan.
Goedkope draagbare elektronica
Zilveren nanodraadelektroden maken de goedkope realisatie van draagbare elektronica mogelijk. Parente: "Vanwege hun lage maakkosten en veelzijdigheid kunnen zilveren nanodradennetwerken de productiekosten van elektronische apparaten met transparante elektroden verlagen."
Anderen lazen ook
