[发明专利]一种柔性透明电极

说明书

一种柔性透明电极，包括电极单元，所述电极单元包括金属基材，以及填充在金属基材内的电介质材料，其特征在于：该电极单元为一表面连续的三维柱状单元，所述电介质材料包括沿Z方向相互间隔两个模块，每个模块包括至少一个半椭圆柱，该半椭圆柱的轴向在X‑Y平面内延伸，半椭圆柱的两端延伸至电极单元的表面，并且半椭圆柱的半椭圆截面的两条轴分别沿X‑Y平面以及Z方向延伸，两个模块的半椭圆柱头对头设置。该柔性透明电极不但具有较高的导电率，可达到与银膜相当的导电性能，还能够具有较高的透射率，即平均透射率可以达到70％以上，并且该柔性透明电极结构可以根据需要层叠或者排布呈需要的形状，适用场合更加广泛。

技术领域

本发明涉及一种透明电极。

背景技术

透明电极，是各种光电器件中的重要组成部分，已广泛应用于传感器、显示器、发光二极管、太阳能电池等等。而随着科技的发展，新的高性能光电子器件在此基础上需要更高导电率、更好透明度的电极。

但是透光率和导电率之间的矛盾，阻碍了透明电极的发展与研究。金属具有可以自由移动的电子，从而能够提供较大的导电性，然而这也使得光难以穿透金属，因为在外加光场的条件下，自由电子将会持续被驱动到表面，直至感应电荷产生的感应电场足以抵消金属外的施加电场。而对于电介质来说，电介质中的电子与其母原子绑定，只能在母原子周围移动，导致导电率较低，但是在外加电场的作用下电介质内部极化原子所产生的相对较弱的感应电场，远不足以补偿外加电场，因此可以导致高透光率。

目前主要的透明电极有三种类型，第一种为透明导电氧化物，例如氧化铟锡；第二种为超薄金属膜；第三种为纳米金属结构。氧化铟锡与贵金属相比透明度较高但是导电性相对较低，而且铟的稀缺导致氧化铟锡的成本较高。厚度小于5nm的超薄金属薄膜，显示出较高的合理传输性能，但是超薄金属薄膜的厚度会导致更高的电阻率，并且超薄金属薄膜对制造工艺有很高的要求，例如对薄膜的连续性和表面粗糙度，都有较高的加工要求。对于纳米金属结构，为了实现超常光传输(extraordinary optical transmission， EOT)，通常是在金属内部构造圆孔或者矩形阵列，目前对于超常光传输效应的主流解释是工程纳米结构允许表面等离子激元(surface plasmons，SP)的激发以及在顶面、底面之间的耦合，以增加传输的电场能量，从而实现高透射率。然而因为通过电场增强来实现的SP的激发和耦合的光波段相对是较窄的，而且很容易导致等离子共振导致光吸收，因此目前为止还没有一种纳米结构的金属可以在整个可见光范围内同时满足较高透射率和较大导电率。所以，目前亟需提供一种导电率高、并且透光率也较高的柔性透明电极。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种导电率高、透光率也高的柔性透明金属电极结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种柔性透明电极，包括电极单元，所述电极单元包括金属基材以及填充在金属基材内的电介质材料，其特征在于：该电极单元为一表面连续的三维柱状单元，所述电介质材料包括沿Z方向相互间隔两个模块，每个模块包括至少一个半椭圆柱，该半椭圆柱的轴向在X-Y平面内延伸，半椭圆柱的两端延伸至电极单元的表面，并且半椭圆柱的半椭圆截面的两条轴分别沿X-Y平面以及Z方向延伸，两个模块的半椭圆柱头对头设置。

优选地，所述模块包括至少两个半椭圆柱时，至少两个半椭圆柱同心重叠设置，并且半椭圆柱的轴向沿X-Y平面的周向均匀分布。

优选地，所述半椭圆截面在X-Y平面内的轴的长度为A，在Z方向的轴的半轴长度为B，电极单元在Z方向上的总长度为h，w为电极单元在X-Y平面内的宽度，电极单元在X-Y平面内的宽度可以有沿不同方向的多个，该多个宽度可以相同也可以不同。