Viele Anwendungen wie Photovoltaik, LED's und Anzeigeelemente erfordern für ihre Funktion eine Elektrode mit hoher Leitfähigkeit und gleichzeitig hoher Transmission. Das bislang am meisten eingesetzte Material ist eine dünne Schicht aus Indium-Zinn-Oxid (ITO). Auf flexiblen Substraten ist die Dicke der ITO-Schicht begrenzt, da die keramischen Eigenschaften nur eine geringe Flexibilität ermöglichen. Das bedeutet, dass der geringst- mögliche Flächenwiderstand ungefähr 40 Q/o beträgt. Bei größeren Dicken -und damit geringeren Flächenwiderständen- wird die Schicht bei Flexbeanspruchung brechen. Neben ITO ist das Aluminium dotierte Zinkoxid (AZO) ebenfalls ein transparent leitfähiges Oxid.

Dünne Schichten aus Silber haben eine viel höhere Leitfähigkeit, wodurch Flächenwider- stände unter 10 0/o möglich sind bei gleichzeitig hoher Flexibilität. Aber sie haben auch eine hohe Reflexion im Sichtbaren und sind korrosionsanfällig gegen Umwelteinflüsse. Wenn nun die Silberschicht in transparent leitfähige Oxidschichten (D-Ag-D oder I-M-I) eingebettet wird, kann die Reflexion durch deren Entspiegelungseigenschaften deutlich reduziert werden. Durch die Anpassung der Brechzahl und der Schichtdicke wird die Transmission merklich erhöht. Typische transparent leitfähige Oxide sind neben AZO Oxide von Zinn, Niob und Wismut.

Diese Variante der transparenten Silber-Elektrode (TSE) wurde in dem EU-Projekt „TREASORES“ (FP7/2007-2013, Nr. 314068) in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut ISE in Freiburg entwickelt. Auf der Basis dünner Silberschichten, eingebettet zwischen dielektrische AZO-Schichten (D-Ag-D), wurden Flächenwiderstände im Bereich 6 -8 /0 erreicht, welche weit unterhalb der ITO-Werte liegen bei vergleichbar hoher Transmission aber niedrigeren Herstellkosten.

Bild 4 zeigt den Biegetest mit 9 mm Biegeradius einer ITO-Elektrode und einer AZO-Ag-AZO- Elektrode, beide auf einer 125 um PET-Folie. Nach 30 Zyklen steigt der Flächenwiderstand der ITO-Elektrode von 70 0/0 auf über 3.0000/o an, während die AZO-Ag-AZO-Elektrode sich von 14 Q/o nur auf 33 0/o erhöht.

Bild 4: Biegetest einer ITO-Elektrode und einer AZO-Ag-AZO-Elektrode beide auf 125 µm PET-Folie M.Kohlstädt et al.< "Inverted ITO- and PEDOT:PSS-free poymer solar cells with high power conversion effiency", Solar Energy Materials & Solar Cells 117 (2013) 98-102

Transparente Silber-Elektroden (TSE) vom Typ Dielektrikum-Ag-Dielektrikum (D-Ag-D oder I-M-I) haben das Potential, ITO-Schichten zu ersetzen, da sie viel geringere Flächenwider- stände, höhere Flexibilität zu geringeren Kosten aufweisen.

Transparente Elektroden von ROWO Coating

ROWO bietet TSE Beschichtungen mit Transmissionen bis zu 87 % und Flächenwiderständen herab bis 6-8 0/o auf PET-Folie optischer Qualität an. Die einzelnen Schichten können auf die Anforderungen des Kunden hin angepasst werden, um die optimalen Eigenschaften für die jeweiligen Anwendungen zu erhalten. Bild 5 zeigt die Transmissionen von zwei verschiedenen TSE-Mehrfachschichten, jede für die spezielle Anwendung hin optimiert. A70-Ag.A7O Mehrfachschichten

Bild 5: Transmission zweier verschiedener AZO-Ag-AZO Mehrfachschichten

Stichworte: transparent leitfähige Schichten, transparente Elektrode, transparente Silber Elektrode, TSE, D-Ag-D, I-M-I, transparent leitfähiges Oxid, Mehrfachschichten