Sprecher: Sabine Heusing | Unternehmen: Leibniz-Institut für Neue Materialien | Datum: 24-Jun-22 | Vollständige Präsentation
Transparente leitfähige Beschichtungen werden in großem Umfang als transparente leitfähige Elektroden in Displays, Touchscreens, Solarzellen, Antennenstrukturen usw. verwendet und erfordern einen niedrigen Schichtwiderstand in Kombination mit einer hohen Transmission. Für tragbare Elektronik und biegbare Displays ist auch eine Flexibilität des Elektrodenmaterials erforderlich. Das Elektrospinnen wurde als einfache Methode zur Herstellung sehr langer und dünner Fasern eingesetzt, und in Kombination mit Silber wurde die Leitfähigkeit eingeführt.
Die Eigenschaften von Silber (Ag)-Nanopartikel enthaltenden Tinten und deren Beschichtungen, die durch Elektrospinnen auf PET- und PC-Foliensubstrate aufgebracht wurden, wurden untersucht. Die getesteten Ag-Nanopartikel-haltigen Tinten bestanden aus einer kommerziellen nanopartikulären Silbertinte und einem polymeren Bindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel. Die elektrogesponnenen Fasern wurden unter verschiedenen Spinnbedingungen hergestellt und anschließend in einem stromlosen Verfahren versilbert. Die resultierenden Beschichtungen wurden hinsichtlich ihres Schichtwiderstands, ihrer Transmission und ihrer Trübung charakterisiert.
Es wurde festgestellt, dass mit den elektrogesponnenen Polymersilberfasern Fasern mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 3 µm und Längen von mehreren cm erhalten werden konnten, die eine hohe Perkolation gewährleisten. Durch Variation der Anzahl und des Durchmessers der Fasern konnten die Leitfähigkeit und die optischen Eigenschaften verbessert werden, und es wurden Beschichtungen mit einem Schichtwiderstand von unter 5 Ω/qm erhalten, die eine hohe Transmission von bis zu 92 % und eine geringe Trübung von unter 2 % aufwiesen.
Die erreichten Schichtwiderstände in Kombination mit der relativ hohen Transmission sind vergleichbar mit denen anderer transparenter leitfähiger Beschichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen und auf dem Markt erhältlich sind, wie z. B. ITO-Schichten. Darüber hinaus sind die mit diesem Elektrospinnverfahren hergestellten Schichten flexibel und dehnbar, was interessante neue Anwendungen z. B. für tragbare Elektronik und 3D-verformbare Displays bietet. Weitere Vorteile dieser Beschichtungen sind das kostengünstige Verfahren zu ihrer Herstellung und die Möglichkeit der Aufskalierung durch ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren.
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