Forskere fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) har fundet frem til et billigt materiale, der er gennemsigtigt og samtidig en aldeles glimrende elektrisk leder. Det er præcis, hvad der er brug for i fladskærme og solceller, hvor lys skal kunne passere igennem den ene af elektroderne.

På langt de fleste fladskærme, herunder de berøringsfølsomme skærme på smartphones og tablets, er den gennemsigtige elektrode fremstillet af materialet indiumtinoxid. Men det metalliske grundstof indium er sjældent og meget dyrt, så forskerne prøver at finde frem til billigere alternativer. Det er nu lykkedes for Li Han, der er postdoc på DTU Energikonvertering.

»Vi har tilført zinkoxid små mængder af andre grundstoffer, som fuldstændig har ændret zinkoxidens egenskaber. Det nye materiale har en højere ledningsevne og er mere gennemsigtigt end indiumtinoxid,« fortæller Li Han.

»Desuden er det billigt. Råmaterialerne koster 150 gange mindre end indiumtinoxid.«

Kan lægges på i tynde lag

Som ph.d.-studerende undersøgte Li Han forskellige materialer baseret på zinkoxid. Målet var at finde frem til nye, stabile materialer med så gode termoelektriske egenskaber, at de potentielt kunne bruges til at forvandle overskudsvarme til elektricitet.

Li Hans ph.d.-afhandling kom da også til at handle om de termoelektriske egenskaber, men som en ekstra bonus viste det sig altså, at der blandt de undersøgte materialer også var nogle, der kunne bruges til gennemsigtige elektroder.

Læs også: Nanotråde kan give brudsikre mobilskærme

Sammen med ph.d.-studerende Dennis Valbjørn Christensen har Li Han også vist, at det er muligt at lægge en tynd film af materialet på overflader af glas eller safir. Det kan gøres ved hjælp af den samme deponeringsmetode, der i forvejen bruges til at forsynes glas til smartphones med et lag indiumtinoxid.

»Skærme kan fremstilles på samme måde, som det allerede gøres med indiumtinoxid - bare med andre råmaterialer,« siger Dennis Valbjørn Christensen, der har ekspertisen inden for tyndfilm.

»Vi vil desuden undersøge, om vi kan bruge et fleksibelt substrat som plast.«

Det nye keramiske materiale er ret skørt, ligesom det er tilfældet med indiumtinoxid, men måske kan det modificeres en smule, så det bliver mere fleksibelt og kan bruges til bøjelige skærme. På dette område kan materialet dog forvente hård konkurrence fra nanotråde af metal, grafen og kulstof-nanorør.

Tungmetal er et problem

Helt uden ulemper er de nye materialer dog ikke, for det mest lovende af dem indeholder et giftigt tungmetal. Forskerne ved ikke helt, hvor stort problemet med tungmetallet egentlig er, men de vil prøve at slippe af med det, uden at det går ud over materialets gode egenskaber.

»Vi vil forsøge at optimere materialet, forbedre dets egenskaber og fjerne indholdet af tungmetal,« fortæller Li Han, som håber på, at de første gennemsigtige elektroder baseret på hans formel kan komme på markedet om et par år.

Patentansøgningen er i hvert fald sendt af sted, og den sydkoreanske elektronikgigant LG har allerede vist interesse for materialet.