Graphen, das Supermaterial für transparente Kontaktelektroden

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Die Kohlenstoff-Modifikation Graphen ist nicht nur durchsichtig, sondern auch extrem leitfähig. Deshalb halten es Wissenschaftler in Zukunft für eine ideale technische Lösung für transparente Kontaktelektroden.

Transparente Kontaktelektroden werden heute überall eingesetzt, in Flachbildschirmen, Solar-Modulen oder in den neuen organischen Leuchtdioden-Anzeigen. In der Regel bestehen sie aus Metalloxiden wie In2O3, SnO2, ZnO and TiO2. Doch da Rohstoffe wie Indium immer teurer werden, suchen Forscher nach alternativen Lösungen. Der Wissenschaftler Dr. Klaus Ellmer, hat nun die Vor- und Nachteile von etablierten und neuen Materialien für solche Kontaktelektroden ausgeleuchtet.

Dabei haben Nanostrukturen aus Metallen (Ag oder Cu) oder Kohlenstoff interessante Eigenschaften, die durch weitere Forschung nutzbar gemacht werden könnten. Auch die Kohlenstoff-Modifikation Graphen könnte sich als transparente Kontaktelektrode eignen, weil Graphen nicht nur durchsichtig, sondern auch extrem leitfähig ist. Diese Eigenschaften hängen ebenfalls mit dem Aufbau des Materials zusammen: Graphen besteht aus nur einer Lage von Kohlenstoff-Atomen, die sich zu einem sechseckigen „Bienenwaben“-Gitter anordnen; in den zwei Dimensionen dieser Ebene können sich die Elektronen fast frei bewegen.

„Solche neuen Materialien können mit konventionellen Lösungen kombiniert werden oder auch ganz neue Einsatzgebiete erobern“, meint Ellmer. Dazu müssen Forschungsteams jedoch noch Lösungen für bekannte Probleme, zum Beispiel Kurzschlüsse, bei Nanostrukturen finden und die Transportmechanismen weiter aufklären. Interessant wäre auch, ob sich solche zweidimensionalen „Elektronengase“ noch in anderen Materialien als dem bekannten Graphen bilden. Über den Erfolg wird am Ende entscheiden, ob die neuen Materialien auch im praktischen Einsatz dauerhaft stabil funktionieren und wie günstig sie sich herstellen lassen.