高透光功能器件可以與光學(xué)窗口集成而備受行業(yè)關(guān)注，在“雙碳”時代，電致變色調(diào)光節(jié)能窗、半透明光伏組件等作為高科技智能材料正成為低碳建筑與新能源汽車的新寵；在顯示領(lǐng)域，抬頭顯透明顯示用于導(dǎo)航、玻璃窗廣告、汽車裝飾星空頂?shù)龋籄R/VR智能變色調(diào)光眼鏡、光學(xué)鏡頭等諸多應(yīng)用方向都需要高透光器件或高透光功能膜。
但很多性能優(yōu)秀的材料是不透光或有顏色的，這類材料可以制備性能優(yōu)異的器件但不能實現(xiàn)可見光高透；在研制高透光器件時，往往需要優(yōu)先考慮材料透光性，而這類材料可能其它性能可能不是最佳的，因而最終是犧牲性能下的一種無奈綜合平衡。比如電極材料，金屬是最好的導(dǎo)電材料，但其本身并不透光，只有做到20 nm以下才有一定的可見光透過率。因而在工業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)透明電極的主流是ITO膜。因其是氧化物材料，電導(dǎo)率相對較低，在高透過率下其方阻約在10-100 Ω/□。用于建筑玻璃或汽車玻璃大尺寸產(chǎn)品時，方阻過大帶來電極上電壓降問題的劣勢突顯，如大尺寸電致變色產(chǎn)品變色速度慢，變色不均勻、壽命變短等問題。在電致變色等器件中，對電極功能膜層往往帶有弱的顏色，也會影響產(chǎn)品的透過率與對比度等指標(biāo)而很難實現(xiàn)高端應(yīng)用。
中科院蘇州納米所印刷電子團(tuán)隊曾在崔錚研究員領(lǐng)導(dǎo)下結(jié)合納米壓印工藝及印刷填充納米導(dǎo)電銀漿，開發(fā)出了高品質(zhì)微結(jié)構(gòu)周期金屬網(wǎng)格的透明導(dǎo)電膜，解決了高透光與高導(dǎo)電不可兼得的難題，在觸控屏上實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，創(chuàng)造產(chǎn)值數(shù)十億，該技術(shù)也榮獲了2014年中國專利金獎。后續(xù)團(tuán)隊在蘇文明研究員帶領(lǐng)下，進(jìn)一步創(chuàng)新工藝實現(xiàn)了高透光下、方阻比ITO小1000倍的銅網(wǎng)格透明導(dǎo)電膜，并在柔性透明電極、透明電磁屏蔽、透明電加熱、透明天線性能方面展示了強大的技術(shù)競爭力。
近日，中國科學(xué)院蘇州納米所蘇文明研究員團(tuán)隊與日本沖繩科技大學(xué)院大學(xué)易袁秋強博士等合作，在金屬網(wǎng)格透明電極的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將將帶色功能層材料微結(jié)構(gòu)化，用于電致變色、透明超級電容器和透明鋅電池制備等各種透視型器件提升透明度等光學(xué)性能，并在Nat. Commun. （10.1038/s41467-024-55133-w）上作為透光器件一種通用策略進(jìn)行了報道。
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