Ученые разработали прозрачные электроды, технология "умных окон"

14 Февраля 2024
Ученые разработали прозрачные электроды, технология

Команда исследователей провела оценку прозрачности полученных образцов, производя пропускание через них света разных длин волн. В результате было обнаружено, что материал способен пропускать до 78% излучения, особенно в инфракрасном диапазоне от 1000 до 4000 нанометров. С целью улучшения характеристик электродов, физики приняли решение использовать лазер для создания небольших квадратных отверстий в пленке, что позволило создать "клетчатый" узор на ее поверхности. Благодаря этой лазерной обработке (перфорации) удалось повысить прозрачность электрода до 90%, особенно в видимой части спектра. В результате электрод стал прозрачным в более широком диапазоне длин световых волн, от 400 до 7000 нанометров, при этом обработка не оказала существенного влияния на его электрические характеристики.

"Лазерная обработка приводит к возникновению полностью прозрачных микроотверстий, и чем плотнее они расположены, тем выше общая прозрачность участка с узором. Однако, слишком большая перфорация может привести к увеличению электрического сопротивления пленки, что является второй важной характеристикой любого прозрачного проводящего электрода. Чем выше сопротивление, тем больше потери при пропускании тока через электрод. В связи с этим, важно найти баланс между оптической пропускной способностью и электропроводностью", - пояснил руководитель проекта, а также кандидат физико-математических наук и ведущий научный сотрудник лаборатории прецизионных оптических методов измерений в Институте автоматики и процессов управления имени В.А. Трахтенберга РАН, Александр Кучмижак.

Затем исследователи провели тестирование новых электродов, включив их в конструкцию германиевого фотодетектора - устройства, которое способно улавливать свет и преобразовывать его в электрический сигнал. Эксперимент показал, что такой прибор, оснащенный электродами из дигерманида кальция, обладает на 85% большей чувствительностью по сравнению с коммерческими аналогами. Кроме того, датчик оказался способным улавливать более широкий диапазон длин световых волн, составляющий 800–2200 нанометров по сравнению с 800–1900 нанометров у других подобных устройств.

"Очевидное и прямое применение полученных результатов заключается в совершенствовании технологий телекоммуникаций. Фотодетекторы и электроды, которые мы исследовали, обладают большей чувствительностью и способностью улавливать более широкий диапазон длин волн. Поэтому они помогут улучшить оптическую связь, например, при передаче интернет-трафика по оптоволоконным линиям", - рассказал участник проекта, а также кандидат физико-математических наук и старший научный сотрудник лаборатории оптики и электрофизики в Институте автоматики и процессов управления имени В.А. Трахтенберга РАН, Александр Шевлягин.

Авторы исследования отмечают, что результаты данного разработки также можно применять для создания "умных" покрытий, которые оставаясь оптически прозрачными, одновременно могут передавать электрический ток. Эти покрытия позволят создавать "умные" окна с функциями антизапотевания и антиобледенения, что значительно повысит энергоэффективность зданий.

 

Фото: freepik.com. Покрытие для «умных окон»

WhatsApp
Оформить заявку на консультацию специалиста

* - поля, обязательные для заполнения

Заявка на обратный звонок

* - поля, обязательные для заполнения