透明电极是太阳能电池和电子显示器的重要组成部分。为了在太阳能电池中收集电力或为显示器注入电力，你需要一个导电接触，比如金属，但你也需要能够让光进入(太阳能电池)或让光出去(显示器)。

 

金属是不透明的，所以目前的技术使用金属氧化物，通常是氧化铟锡——一种接近临界的稀土金属——作为导电接点。因为这个稀土金属的供应是有限的,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究人员转向有序金属纳米线网格,提供高透射率(由于小直径的纳米线),高电气连接(由于许多接触点在网格)和使用更常见的元素。这项研究发表在《软物质》杂志上。

 

纳米线阵列还可以应用于光学超材料——通常由金属和介质制成的复合材料——它们具有自然界中没有的独特光学特性。例如，所有自然产生的材料都有正折射率。但是，超材料可以被设计成折射率为负的，这意味着穿过这种材料的光会以与人们通常看到的相反的方向走，并可以创造出像隐形装置和完美透镜这样的结构。

 

由于光学超材料的结构必须小于它们发挥作用时的波长，因此制造在可见光波长下工作的光学超材料需要100纳米或更小的特征。天富登录

 

“我们已经演示了一种可扩展的方法来创建金属纳米线阵列和网格在平方厘米的区域上，具有小于100纳米的可调尺寸和几何形状，”LLNL的材料科学家Anna Hiszpanski说，她是该项目的首席研究员。“与传统的纳米ab技术相比，我们能够获得类似或更小的尺寸，并且在与现实世界应用相关的更大范围内实现。”

 

对于透明电极的应用，拥有如此小的金属纳米线网格是很重要的，因为它们的纳米尺寸的小直径使更多的光通过，而阵列/网格的有序性质增加了纳米线之间的电接触数量，提高了电导率。

 

Hiszpanski说:“订购纳米线来增加线与线之间的电子连接数量是非常可取的，但很难做到。”“基于其他小组已经证明的嵌段共聚物的自组装行为，我们克服了这个挑战，创造了有序的金属纳米线网格。我们用于制造这些有序纳米线网格的非常简单的自下而上的方法本质上是可扩展到设备相关领域的。”

 

使用这些传统的超材料纳米制造技术，样品大小一般为100微米(平方)，但该团队能够制造出面积大于厘米(平方)的纳米粒子——面积大于6个数量级。天富登录

 

LLNL材料科学家韩勇(音译)是这篇论文的合著者之一，他说:“要在实验室之外开始使用这些超材料并将其应用于实际，就必须在更大的区域进行制造。”

 

下一步是提高金属纳米线网的导电性。

 

LLNL的其他合著者包括主要作者Timothy Yee, John Roehling和前LLNL科学家Carla Watson，目前在罗彻斯特大学。

 

这项工作是由LLNL的实验室指导研究和发展计划资助的。