ارائه روشی موثر برای ساخت الکترودهای شفاف و انعطاف پذیر

[h=1]ارائه روشی موثر برای ساخت الکترودهای شفاف و انعطاف پذیر [/h] ۲۲ بهمن ماه ۱۳۹۰

​

محققان دانشگاه کالیفرنیا روش بی نظیری برای تولید الکترودهای شفاف ارائه کرده اند که در آن از نانوسیم های نقره در ترکیب با دیگر مواد استفاده می شود.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، همچنان که تقاضا برای نمایشگرهای بلور مایع و دیگر افزاره های الکترونیکی افزایش می یابد، ایندیوم، ماده ای که برای ساخت الکترودهای شفاف اکسید قلع ایندیوم (ITO) استفاده می شود، نیز گران تر می شود. به همین دلیل دانشمندان در پی یک جایگزین پویاتر و ارزان تر برای این ماده هستند. اکنون محققان در دانشگاه کالیفرنیا روش بی نظیری برای تولید الکترودهای شفاف ارائه کرده اند که در آن از نانوسیم های نقره در ترکیب با دیگر مواد استفاده می شود.

این الکترودهای جدید، انعطاف پذیر و بسیار رسانا هستند و بر محدودیت های مرتبط با اکسید قلع ایندیوم غلبه می کنند. علاوه بر قیمت، اکسید قلع ایندیوم چندین عیب دیگر دارد؛ شکننده است که استفاده از آن را در نمایشگرهای انعطاف پذیر غیرممکن می کند، ایندیوم کمیاب است و تولید فیلم هایی از آن نسبتا مشکل است.



شبکه های نانوسیم نقره (AgNW) برای مدتی به عنوان جایگزین نویدبخشی برای اکسید قلع ایندیوم شناخته شده بودند، زیرا انعطاف پذیر هستند و هر نانوسیم نقره بسیار رسانا است. اما برای اتصال عرضی این شبکه نانوسیمی جهت رسیدن به چسبندگی خوب به بستر و مقاومت کم، اغلب نیاز به فرایندهای پیچیده بود. محققان دانشگاه کالیفرنیا در راستای حل این مشکل، شرح دادند که با چسباندن شبکه های نانوسیم نقره به وسیله نانوذرات اکسید فلزی و پلیمرهای آلی، توانستند به طور موثری الکترودهای بسیار شفافی تولید کنند.

دانشمندان به آسانی می توانند برای ساخت لایه ی شفافی، این نانوسیم ها را روی یک سطح بپوشانند؛ اما چالش اصلی چسبیدن مطمئن این نانوسیم های نقره به سطح، بدون استفاده از دماهای بالا (200 درجه سلسیوس) و فشارهای زیاد است. فشارها و دماهای بالا باعث می شوند که این نانومواد با مواد آلی حساسِ استفاده شده برای ساخت الکترونیک انعطاف پذیر، سازگاری کمتری داشته باشند.

این محققان برای غلبه بر این چالش، با استفاده از روکش دهی پاششی یک ترکیب بی نظیر از نانومواد، یک روش دما - پایین برای ساخت الکترودهای شفاف با کارایی بالا ابداع کرده اند.

این دانشمندان، ابتدا محلولی از نانوسیم های نقره ی قابل دسترسی از نظر تجاری، را روی یک سطح پاشیدند و سپس برای ایجاد یک فیلم هیبریدی، این نانوسیم ها را با محلولی از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اصلاح کردند. همچنان که این فیلم خشک می شود، نیروهای موئینگی این نانوسیم ها را به یکدیگر فشرده می کنند و رسانایی فیلم را بهبود می دهند. آنها سپس جهت افزایش چسبندگی این نانوسیم ها به سطح، این فیلم را با لایه ای از پلیمر رسانا روکش دهی کردند.

این الکترود جدید، رسانایی بالا و خواص مکانیکی و شفافیت نوری عالی داشت و عملکرد آن در پیل های خورشیدی با عملکرد الکترود اکسید قلع ایندیومی قابل مقایسه بود.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله ی «ACS Nano» منتشر کرده اند.