物理科技生物学-PHYICA

校园春色欧美使塑料更加透明,同时增加导电性

化学 2022-01-19 00:02:08

作者:凯特·麦卡平,密歇根大学 郭汛杰在密歇根大学工程学院北校区拿着一张柔性透明导体

这种材料在两种“电介质”材料(氧化铝和氧化锌)之间夹有一薄层银,在塑料片上形成一层导电的防反射涂层

罗伯特·科利厄斯/密歇根工程公司照片 为了改进大型触摸屏、发光二极管灯板和安装在窗户上的红外太阳能电池,密歇根大学的研究人员已经使塑料具有导电性,同时也使其更加透明

他们提供了一个配方,通过创建一个三层抗反射表面来帮助其他研究人员找到电导率和透明度之间的最佳平衡

导电金属层夹在两种“电介质”材料之间,使光线容易通过

电介质减少了它们之间的塑料和金属层的反射

领导这项工作的U-M电气工程和计算机科学教授郭汛杰说:“我们开发了一种方法,使涂层具有高透明度和导电性、低雾度、优异的柔韧性、易于制造以及与不同表面的良好兼容性。”

此前,郭的团队已经证明了在塑料片上添加一层金属使其导电是可能的——这是一层非常薄的银层,它本身可以将光的透射率降低约10%

通过塑料的透光率比通过玻璃的透光率稍低,但其透明度可以通过防反射涂层来提高

来自南京科技大学的客座教授郭和他的同事意识到,他们可以制造出一种同样具有导电性的防反射涂层

“导体的透射率低于基底的透射率被认为是理所当然的,但我们表明事实并非如此,”吉说,他是《自然通讯》杂志上这项研究的第一作者,曾在该项目中担任博士

D

电气和计算机工程专业的学生

纪于2019年在获得博士学位

在这种情况下,团队选择的电介质是氧化铝和氧化锌

在最靠近光源的一侧,氧化铝反射回光源的光比塑料表面要少

然后是金属层,由银和少量铜组成,只有6

5纳米厚,然后氧化锌帮助引导光线进入塑料表面

一些光仍然会在塑料与空气相遇的地方反射回来,但是总的来说,光的传输比塑料本身要好

透光率为88%

4%,高于88

仅塑料就占1%

根据理论结果,该团队预计其他研究人员将能够设计出类似三明治式的柔性、高度透明的导体,这种导体比单独使用塑料时允许更多的光线通过

“我们告诉人们,对于目标电导来说,电介质-金属-电介质导体可以有多透明

我们还告诉他们如何一步一步地达到这种高透光率,”刘说

诀窍是选择正确的电介质,然后计算出每种电介质的正确厚度,以抑制薄金属的反射

通常,塑料和金属之间的材料应该具有较高的折射率,而最靠近显示器或光源的材料应该具有较低的折射率

郭继续推进这项技术,与人合作进行一个项目,在太阳能电池中使用透明导体安装在窗户上

这些可以吸收红外光并将其转化为电能,同时留下可见光谱照亮房间

他还提出了大面板交互式显示器和汽车挡风玻璃,可以像后窗一样融化冰

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