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随着移动终端、可穿戴设备、智能家具等新产品兴起,电透明、柔性、轻便、大尺寸化、以及低价化已成为这一产业的基本要素。作为这些设备的常用薄膜材料,透明导电电极不仅需要较好的光电性能,机械柔性、大尺寸及其低成本要素也成为必要特性。传统金属氧化物透明导电极(例如ITO),由于成本高、质脆,其地位不断受到挑战。近年来,各种ITO替代材料与技术蓬勃发展,涌现了许多新型透明导电材料,例如:碳纳米管、石墨烯、导电高聚物、金属纳米线和金属网格电极等。
虽然这些新技术在短时间内可能无法全面替代传统ITO,但它们各自具有独特优势和长处。近年来,应用了新材料和新技术的产业比重逐年提高。在这些新型透明电极中,石墨烯仍然处于研发阶段,距离量产还有较大距离。碳纳米管工业化量产技术尚未成熟,且薄膜性能还未达到传统ITO性能。金属纳米线和金属网络(格)由于诸多优势,是ITO替代材料和技术的主角。
从连续薄膜材料来看,透明与导电是一对矛盾,犹如熊掌和鱼不可兼得。多孔金属薄膜(金属网格)牺牲部分导电性,提高其透光性,为透明导电材料提供了一个重要的解决方案。它们犹如一张无形渔网,肉眼不可见,但相互贯通,即电流可以自由流动。事实上,自然界中各种网络处处可见,如何为其所用,科学家们为此绞尽脑汁。有利用昂贵技术(激光、纳米压印等)实现规则网格者、也有利用自组装技术(泡沫边界、咖啡环效应、结晶边界等)实现无规网格者、更有甚者利用树叶叶脉和蛛丝网络作为模板实现分形和高弹性
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