Des chercheurs australiens ont démontré le fort potentiel d'un nouveau type de flexible, électrodes recyclables à utiliser dans la création de cellules solaires moins chères, écrans tactiles, « e-skins » portables et fenêtres réactives de nouvelle génération.

Ces matériaux, fait à l'aide d'un simple, procédés de fabrication rentables, pourrait remplacer les oxydes conducteurs transparents traditionnels tels que l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), qui est un composant nécessaire de presque toutes les cellules solaires à couche mince, écrans d'ordinateurs portables et écrans de smartphones, mais dont le prix augmente régulièrement en raison de sa rareté, et est intrinsèquement limité par sa nature fragile.

En plus de moins cher, cellules solaires photovoltaïques à haut rendement, écrans d'ordinateurs et écrans tactiles de smartphones, la facture énergétique des ménages pourrait être réduite à long terme, avec les électrodes potentiellement utilisables dans la fabrication de fenêtres intelligentes, qui peut changer de couleur électriquement et devenir opaque ou transparent.

L'auteur collaborateur, le Dr Eser Akinoglu du Centre d'excellence de l'ARC en science Exciton, a déclaré :« Les performances du matériau sont excellentes, la transmission de plus de 90 % et la conductivité électrique élevée rivalisent avec la référence ITO."

En prévision de l'application commerciale potentielle de la recherche, il a ajouté :« En principe, vous devriez pouvoir intégrer cette technologie dans l'impression industrielle roll-to-roll."

Réalisé à l'aide d'une technique appelée lithographie à nanosphères, un procédé de dépôt qui consiste à évaporer la combinaison souhaitée de matériaux en un motif à l'échelle nanométrique, des chercheurs de l'Université du Queensland et du Centre d'excellence de l'ARC en science Exciton ont publié leurs résultats dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .

Les électrodes nanomesh diélectrique/métal/diélectrique (D/M/D) produites grâce à cette approche présentaient une taille de perforation contrôlée avec précision, largeur de fil et distribution uniforme des trous, donnant une transmittance élevée, faible résistance de feuille (qui minimise la perte de tension) et endurance à la flexion exceptionnelle.

L'auteur principal, le Dr Tengfei Qiu de l'Université du Queensland, a déclaré :« Nous avons proposé une stratégie pour rendre la zone d'ombre du nanomesh métallique hautement transparente, en intégrant les structures D/M/D au système nanomesh. Les films transparents nanomesh avec une structure en couches D/M/D n'ont pas été étudiés auparavant. La technique de lithographie à nanosphères simple et économique peut être appliquée pour fabriquer divers matériaux nanomesh en couches. »

Et, dans le cas de certaines applications électrochromes flexibles, les électrodes ont même démontré la capacité à être recyclées, renforcer les références du mécanisme en tant qu'alternative durable possible aux matériaux et processus de fabrication plus établis.

Le Dr Akinoglu a déclaré à propos de cette caractéristique recyclable :« Cela signifie que si vous fabriquez un appareil comme une fenêtre électrochrome, dont la fonctionnalité peut se détériorer après sa durée de vie, tu peux le démonter, rincer les électrodes, et les réutiliser pour un autre appareil."

L'une des prochaines étapes pour les chercheurs est d'explorer le potentiel montré dans cette étude pour créer des résultats similaires à plus grande échelle, avec une vision à long terme pour atteindre des résultats similaires dans une capacité commercialement viable.

"Vous voulez augmenter la transparence, vous voulez réduire la résistance de la feuille et augmenter l'endurance aux contraintes mécaniques et la flexibilité, " a déclaré le Dr Akinoglu.

"Et vous voulez pouvoir le fabriquer à grande échelle, à moindre coût."

L'auteur principal, le professeur Lianzhou Wang, a ajouté :« Ce travail inspirera la conception de films conducteurs transparents dotés de nouvelles fonctions telles que la flexibilité et la recyclabilité, fournissant une excellente plate-forme pour l'optoélectronique écologique de nouvelle génération."