Ultrathin Metal Transparent Electrodes for the Optoelectronics Industry

الکترودهای شفاف (TEs) دسته ای از مواد هستند که امکان آوردن جریان یا پتانسیل الکتریکی را در مجاورت مناطق فعال نوری بدون از دست دادن قابل توجه انرژی نوری ممکن می سازند. با این حال، جدا کردن خواص الکتریکی و نوری یک ماده یک چالش است، زیرا خاصیت رسانایی به شدت با بخش خیالی ضریب شکست همراه است. یک TE ایده آل دارای شفافیت بالا در ترکیب با مقاومت الکتریکی بسیار کم است. هدف اصلی این پایان نامه توسعه TE هایی بود که می توانند جایگزین اکسید قلع ایندیم گران، کمیاب و شکننده (ITO) شوند که به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد در صنعت امروز. این پایان نامه شامل کار اصلی بر روی TE های مبتنی بر فیلم فلزی فوق نازک (UTMF) است که عناصر ضروری در طیف گسترده ای از الکترونیک نوری، الکترونیک مصرفی و دستگاه های انرژی هستند. این طرح‌ها و روش‌های ساخت جدید را ارائه می‌کند و استفاده کارآمد از UTMF-TEs در دیودهای ساطع کننده نور آلی و سلول‌های خورشیدی را نشان می‌دهد، که به سطوح کارایی مشابه با ITO پیشرفته دست می‌یابد.

Transparent electrodes (TEs) are a class of materials that make it possible to bring electrical current or potentials in close proximity to optically active regions without significant loss of optical energy. However, it is a challenge to decouple the electrical and optical properties of a material, as the property of conductivity is strongly coupled to the imaginary part of the refractive index. An ideal TE has high transparency in combination with very low electrical resistivity. The main objective of the thesis was to develop TEs which can replace expensive, scarce and fragile Indium Tin Oxide (ITO), the most widely used TE material in the industry today. The thesis contains original work on ultrathin metal film (UTMF)-based TEs, which are essential elements in a wide range of optoelectronics, consumer electronics and energy devices. It presents new designs and fabrication methods and demonstrates the efficient use of UTMF-TEs in organic light emitting diodes and solar cells, achieving similar levels of efficiency to that of state-of-the-art ITO.