Ressourceneffiziente Erzeugung ultra-transparenter Elektroden durch perkolierende Nanostrukturen

Abstract

Transparente leitfähige Schichten (transparente Elektroden) sind elementare Bauteile in Touch-Modulen, Displays und Solarzellen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erzeugung transparenter Elektroden auf Basis alternativer Materialien, um die Defizite - insbesondere die Brüchigkeit und die relativ hohen Herstellungskosten - des konventionellen Materials Indiumzinnoxid zu umgehen. Zweidimensionale Netzwerke aus stäbchenförmigen elektrischen Leitern werden ausgehend von einer Dispersion durch Nassfilmbeschichtung hergestellt und hinsichtlich ihrer Eignung als transparente Elektroden untersucht. Dabei handelt es sich Netzwerke aus Silbernanodrähten und um Hybrid-Schichten aus Silbernanodrähten und Kohlenstoffnanoröhren (Co-Perkolation). Neben der Ableitung und Umsetzung Produkt- und Prozess-orientierter Ziele liefert die Arbeit einen Beitrag zum Verständnis der zweidimensionalen elektrischen Perkolation in Netzwerken aus stäbchenförmigen elektrischen Leitern, insbesondere nahe an der Perkolationsschwelle, bei der die Netzwerke eine sehr hohe Transparenz aufweisen, weshalb derartige Schichten als ultra-transparent bezeichnet werden. Diese Arbeit entstand an der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME) der Universität Stuttgart in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart.