討論光學透明電極在過去的成功和未來的挑戰(zhàn)題庫

1、討論光學透明電極在過去的成功和未 來的挑戰(zhàn)透明導電電極在信息能源上扮演者很重要的角色。這些材料特別是透明導 電氧化物，被廣泛的應用在透明電極穿越技術例如底發(fā)光覆蓋，平板顯示屏， 薄膜太陽能電池和有機發(fā)光二極管。通過匯總性能和透明導電氧化物如In2O3, SnO2, ZnO和TiO2的應用來回顧開始的發(fā)展。由于增長的需要對于未經過加工 的材 一 別是錮一科學家們當前一直在探究如何取代錮錫氧化物。碳納 米管和金屬納米線網格，和有規(guī)律的金屬網格一樣，已經被研究用于透明導電 電極。這個評論為了對比這些材料和當前“新的發(fā)現”石墨烯通過今天建立的 透明導電氧化物。透明導電電極，這個運輸光和同時導電，大部分

2、在可見光譜的范圍，對于信 息（顯示器）和能源（太陽能光電板，建筑的窗玻璃）的技術重要性在提升。自從十九世紀末以來材料科學就發(fā)現，第一個被制備的金屬薄膜是通過蒸發(fā) 和濺射。Badejer在1907年也許是第一個研究透明導電氧化物的科學家，包括 CdO, Cu2O和PbO。對于CdO，有淡黃色的外貌，他獲得電阻率低到1.2*10-3歐 姆厘米，他僅僅在數值上超過銦錫氧化物薄膜一一這個現今最好的透明導電。在1925年量子力學基礎建立后，我們對電子性能和半導體參雜的了解提升 到令人矚目?？茖W家們也鑒定了本證缺陷所扮演的角色例如缺位以及替換原子和 間隙原子的缺陷。盡管那時候的金屬薄膜是通過蒸發(fā)和二極管濺

3、射制備的，但是 氧化物薄膜能夠通過不能的技術被保存，包括金屬薄膜氧化；金屬靶的濺射在活 性氣體中；以及化學沉積通過噴涂或者浸漬的方法涂抹在熱玻璃上?？茖W家們很快發(fā)現薄膜的電阻率，尤其是金屬材料的制備，顯著地高于相應 的疏松物質。在1938年，?？怂贡砻髁诉@是由于當電子自由度與薄膜的厚度差 不多時在表面上的附加散射引起來的。隨后，美阿德斯和沙特茨克斯提供了在多 晶薄膜的晶界上散射必須也要考慮到。這兩個因素限制了非常薄的多晶薄膜的電 導率。二戰(zhàn)之后電子產業(yè)開始產生，透明電極因為光電子的應用而被研究，例如在 硒整流器的光電池，熱玻璃和抗靜電玻璃。當科學家用它作為透明熱圖層作為飛 機駕駛員座艙的窗戶時

4、二氧化錫發(fā)生了突破性進展。在第二次世界大戰(zhàn)之后科學 家們也研究氧化鋅用一個典型的化合物半導體在裝置的應用上。然而，氧化鋅第 一次應用在表面聲波設備上作薄膜層由于它的優(yōu)良的壓電性能，這些發(fā)現在 1960 年。透明導電材料的工業(yè)上的廣泛應用是開始于19世紀60年代末期，當科學家 們用紅外過濾由錫或者氧化銦構成的組合在低壓鈉氣體放電燈通過減少熱損耗 來增長照亮效果。在1970年隨著平板電腦的到來，銦錫氧化物成為最廣泛的用 于透明電極的透明導電材料。1970年的石油危機之后，能源的作用成為研究和技術的重要項目。窗玻璃 的熱反射一一低發(fā)射率鍍膜控制熱和光穿過玻璃一一為節(jié)能提供了一個可能的 途徑。對于涂料

5、，價錢便宜，參雜氧化膜或者在兩種氧化物或者氮化物薄膜之間 的薄的金屬膜，也有三氯乙烯。然而，他們僅僅利用他們的光學性能這個目的， 也就是說，他們高的反射率在紅外光譜范圍超過了 1微米的波長。ITO不再用作 低輻射系數的涂層這是由于銦的高價錢，以及由與Cd的毒性而Cd2SnO4被放棄 使用。現在，典型的低輻射系數涂層是由在玻璃薄片的三層膜組成的，例如二氧 化錫（氧化鋅或者三氧化二鉍）。對于一個堆積方式可以用大約12納米的銀層 完成2.5到3.5歐姆的薄膜電阻。這符合銀層的4.5微歐厘米的電阻率，這個由 于附加缺陷和表面散射過程大約超過體積作用的三倍。低發(fā)射的玻璃涂料制造業(yè)是一個成熟的工業(yè)過程，每

6、年世界能夠生產 4000km2的玻璃。另外出現的應用是導電玻璃的利用一一透明導電氧化物鍍膜玻 璃用于導電和熱變色設備一一這個能夠被用作建筑玻璃用來對抗太陽光的直射 來減少熱負荷。不同的TCO材料有不同的利用價值，僅僅二氧化錫參雜，ITO和氧化鋅參雜 （“X”是參雜物）能夠獲得廣泛的關注度，由于能帶隙能量大于3eV，考慮到 在可見光和紫外光附近范圍的應用（在300納米以下），以及他們在10-3歐姆 左右的低電阻或者是更低。TCOs控制透明電極的范圍是在二戰(zhàn)后的數十年?，F 今ITO是TCO材料能夠進行大規(guī)模工業(yè)生產的具有最低電阻率的材料一一大約是 1到2*10-4歐姆厘米。ITO幾乎是制備平板電腦

7、的唯一的透明電極材料。用氟或者銻參雜二氧化錫是首次作為TCO材料用在工業(yè)生產，特別是用作低 發(fā)射率涂層在玻璃上?，F在，他也被用作透明電極，尤其是太陽能電池是基于減 震材料a-Si： H或者CdTe。二氧化錫的電阻率能夠達到*10-4歐姆厘米。處于對 價錢最低的考慮，ZnO在ITO和SnO2之間，他的電阻率是在2-4*10-4這個范圍。在薄膜太陽能中他也被用作玻璃和接觸層，基于減震材料a-Si： H和Cu（In， Ga）Se（S）2。獲取低電阻需要透明電極載流子濃度和載體的移動性盡可能高。 然而最高的載體集中通過在主體材料參雜來解決問題是有限的，載體遷移率通過 控制電子散射過程也是很有限的。在T

8、OOs，電子遷移率通過電離雜質散播是有 限的，一個廣泛的散射過程是簡并半導體參雜。在過去的三十年里通過考慮TCO的性能來進行漸進式改進，n型半導體TCOs 已經趨于成熟。（概述，見4,29）非晶氧化物是例外，通過Hosono團隊超過十 多年的研究發(fā)現。在這些材料之間，離子非晶混合氧化物（In2O3）x（ZnO）1-x和 （Ga2O3）x（In2O3）1 -x組成一個新的TCO材料即能夠被用作TCEs和對于透明場 效應的晶體管。來自這個報告的基點，這些非晶半導體是很獨特的是由于盡管有 很大的結構無序但是他們電子遷移率保持約為10 cm2 V-1 s-1。一個很明 顯的對比著名的非晶態(tài)半導體如a-

9、Si:H,這個展示了遷移率僅僅是 0.1 cm2 V-1 s-1或者更少。根據N等人的理論。這是由于導帶是由球形 的，各向同性的金屬5s的軌道構成的，在非晶態(tài)狀態(tài)時重疊狀態(tài)并沒有改變太 多。另外一個非晶態(tài)透明導電顯著性能是他們高的熱穩(wěn)定性，柔韌性和潛在的關 于在低基片溫度（小于200攝氏度），因此也要考慮到玻璃底片的柔韌性。另外的新材料是TiO2參雜（這個低溫多型銳鈦礦），通過H團隊在2005 年引進了薄膜材料。探索者完成了大約5*10-4歐姆厘米的電阻率對于變形長大 的鈮或者鉭參雜二氧化鈦。這個能夠到達僅僅超過300度的襯底溫度，對于一些 使用目的來說是一個缺點。二氧化鈦參雜一個大的優(yōu)勢在于

10、他的優(yōu)越的化學穩(wěn)定 性，能夠被利用做透明和導電的薄膜。在2005年左右，平板顯示屏工業(yè)的興起，探索者探索替代金屬和ITO薄膜。 另外一些有趣的區(qū)域對于這些TCE材料的選擇是固體照明和低廉的薄膜太陽能 電池，基于，例如，在有機的吸收器。這些研究的進行是由于銦的價錢的增長， 這也是ITO最主要的組成部分。另外一個原因就是為了探索低于5歐姆的表面電 阻，尤其是對于大的顯示屏和大面積固體照明。潛在的ITO替代物和另外一些TCO材料是金屬薄膜連同相應的氧化物薄膜例 如ITO, ZnO或者SnO2一個這樣的概念向低發(fā)射率涂層在一個大的浮法玻璃。 這個發(fā)展似乎是特別的前景就是對于平板顯示屏和發(fā)光二極管這是由

11、于他的光 譜透射率T （樣品的亮度輸出，Iex，和亮度輸入，Io的比率）是適合于這些設 備和與ITO技術的輸出相匹配在一些區(qū)域。另外一些選擇是周期金屬網絡的應用 或者不規(guī)則金屬納米線網絡，這個經常通過金屬薄膜的平板印刷術或者用金屬納 米線的直接沉積的方案來制備。極小的金屬網格的制作是一個老的想法這個想法 要從最開始生產低輻射涂料的效果。這些新的TCE材料的結構在平板玻璃底片被 展示圖1b-d。探索者也通過單壁碳納米管來代替金屬納米線。雖然金屬網格的圖形介紹了 一個附加的工藝過程，光散射和等離子耦合在這樣的納米網格在有機太陽能電池 對于增長的短路電池循環(huán)是特別有益的。對于銀納米線陣列的有機太陽能

12、電池， 郭等人。在530納米左右的波長吸收能力上升250%。Ahn和郭已經演示了納米網 格的大面積印刷，用薄片卷式印刷和例如玻璃這樣的嚴格的基板的銅式印刷。胡 等人。近日正在探究金屬網格模式系統(tǒng)有希望繼承作為下一代透明電極。雖然周 期排列的金屬網格真正的看起來十分有希望，但是納米線和納米管網絡遭受過濾 和一些在線和管之間的大接觸電阻的本質問題。滲透理論對于一維空間網格做出 預言Nth的臨界區(qū)域的電線密度二（4.236/L）2/n （L是電線長度），在導電發(fā) 生開始后。一個高的透明和導電網格需要很久，細小的納米網格以及光滑的表面， 想要強行找到價錢便宜的綜合體和沉積技術是一個很大的挑戰(zhàn)。另外一些

13、挑戰(zhàn)仍 然在解決中，包括長期穩(wěn)定性；金屬網格和積極電子材料之間的高接觸電阻；高 度均一性；以及都規(guī)模制造。一個快速興起的TCE材料的亞綱是基于碳；在碳納米管網格中，單層和多 層石墨薄膜，以及導電聚合物薄膜。單層石墨烯展示了在室溫下令人震驚的二維 電子氣這個有很高的電子遷移率（超過5103cm2V-ls 1）連 同高的透明性（T=1-na = 97.7%，a是一個很好的結構常數）一一因 此吸引了很大的興趣在基礎研究和工業(yè)上。石墨烯有很高的期望在“一個完美的 光激性和光電性材料”。例如單層和多層石墨烯透射比要高于ITO，是現今“最 好的”透明導電材料。純的石墨烯的最小電阻式R=6K歐姆，這個要遠高

14、于典 型的TCO圖層的薄膜電阻。然而，真正的模擬樣品要通過缺陷參雜的，石墨烯 氧化物的形成或者也通過其他參雜，導致nO = 1012-1013 cm-2的區(qū)域載 流子密度，伴隨103to2 X 104 cm2 V - 1s - 1的典型移動性，引起表面薄 膜電阻可以比的上TCO或者金屬薄膜。例如，Bae等人的研究。展示了對于石 墨烯涂層通過化學蒸汽沉積和傳輸層到聚合物薄膜上增長到 RSLG R 30。 O-1，這也提供了一個9 0%的透光率。這給了石墨烯在 一些光電設備的潛在應用，包括光電管，發(fā)光設備，光電探測器，觸屏和激光。雖然導電聚合物已經被發(fā)現超過三十年，但是僅僅在過去的幾年里探究 TC

15、Es用作有機發(fā)光二級管和薄膜太陽能電池。最近Kim等人。展示了聚酯（3,4- 聚乙烯二氧噻吩），隨著聚酯而消散（發(fā)聲），正常展示超過0.1歐姆厘米的 電阻率，能夠被處理用一種方法完成電阻在7 X 10-4 。 cm那樣低。先 前，由于高的電阻率和高的工作性能，聚乙烯二氧噻吩被用作抗靜電涂層和作為 有機設備的射入軌道口。聚乙烯二氧噻吩作用:PSS薄膜，研究者們探究有 機薄膜太陽能電池是基于苯二甲藍染料吸收器效率可以比的上ITO電級的太 陽能電池。在1 9 8 0年，很多重要的報告被出版關于TCO材料，現在仍然大力發(fā)展 TCEsoH等人。1 9 9 5年出版一個綜述書籍關于TCOs的?，F今，E等

16、人。檢測氧化鋅摻雜，特別是對于薄膜太陽能電池的應用。G等人。出版手冊用 TCO材料作為透明電極。全面審查TCE通過B等人被發(fā)現。Sun等人。對于 石墨烯薄膜，和通過Hu等人。對于金屬納米網格。H等人。給一個在碳納米管， 石墨烯和金屬納米結構的全面的TCE課題的綜述。K和Z討論“這個材料可以 很快取代ITO”。雖然對于這些新材料是一種挑戰(zhàn)包括過濾，接觸電阻和單層 石墨晶界，K和Z期望“我們也許發(fā)現了 “圣杯”化合全部.期望的性質對 于光電設備”對于TCEs的要求對于一個透明電極來說最主要的需求是高的透明性和高的導電性一一，性能 有點矛盾（看下面）。從實際的立場來看，這些材料必須是無色和在生產中價

17、錢 便宜，無毒的材料最好。對于汽車玻璃和消費電極的應用，這些電極也應該是有 柔韌性。對于這樣的電極另外重要的需求是在電子設備是TCE和活躍的電子材料 之間的定做接口的信息，這個是正常的典型半導體。從典型的物理觀察的觀點來看，一個有高導電的材料必須有一個高的載流子 濃度P （小孔）的n （電子）和/或者一個充分高的載體移動率，a = enp n,p給e是元電荷。由于他們小的有效的質量，電子有更高的機動性超過離子（和 也小孔），這意味著好的導體展示電子作為載荷子。方程式（1）是均勻的在載 流子濃度你和機動性p ；數量本質上在增長到最大的導電性a。然而，載流子濃度通過自由載體的光吸收是很有限的。在光

18、波的電學區(qū)域， 運載氣體形成一個集體的等離子激發(fā)（一個等離子體振子）。古典的德魯德 模型原理給了等離子頻率：I_ne2Cl）二p m e 盧M是有效的載體的質量和 rs 0是材料的介電常數。等離子體振子的能量 和它的是通過EP = C3 P和入P = 2n h -/3 P所得，分別的，c是光速。關于載體濃度，這個確定了電學和光學性能，TCE材料的三部分能夠被分類； 金屬展示了非常高的載流子濃度，中間的移動性和等離子波長在很深的紫外線； 氧化半導體伴隨著高的載流體濃度，高的機動性和等離子波長在近紅外線；和碳 基材料伴隨著相關的低載流子濃度，低的移動性和等離子波長在中等紅外線。圖 一表中表現出典型

19、的電參數和等離子波長對于這三個材料組別。由于他在室溫下出色的兩維電子氣導致石墨烯是異常的TCE材料，引導他在 低的載流子濃度下的高的移動性（n口 1012cm-2，相當的適合的一個估算 出載流子密度為nG = 3 X 1919cm-3伴隨著厚度為03354納米的薄膜）， 轉移這個等離子波長到遠紅外。對于最佳的TCE材料的最佳策略是因為限制載流子濃度和載流子遷移率的 增加。最大的可允許的載流子密度依賴于需要透明度的譜窗對于TCE涂層。對于 平板顯示器，觀測光度彎曲定義這個需求的光譜區(qū)，然而對于薄膜太陽能電池來 自太陽的分光照度，與吸收器材料的能帶隙相結合（例如硅，CdTe或者Cu（In,Ga）S

20、e2），對于TCe薄膜的透光率建立光譜的界限。最近，探究者們通過應用密度泛函理論完成自由載流子吸收的計算這應歸于 聲子輔助帶隙過度在SnO2的導帶確認了古典德魯德模型，至少在500到3000 納米的頻率范圍。吸收率A是通過A=n被給與的，在這A是電子濃度，d是薄膜 厚度和。是通過自由載流子吸收的橫截面。Z大約在波長5 0 0納米時是10 -19cm2但是在波長是1 0 0 0納米時是810-19cm2，對于1% (入 =500 nm)的吸收率和8% (入 =1,000 nm)的吸收率對于n等于1 021cm3和d=1微米的薄膜。這個非常高的金屬電子濃度(大于5 * 1 0 2 2 cm-3)帶

21、給他們的等離 子活力進入重紫外線光譜范圍，因此在可見光范圍內賦予他們高的吸收率。圖2 展示了不同的TCE薄膜的光譜透射率。觀測功能和分光照明來自AM1. 5以 下的太陽光表現出對比性。銀納米線網格展示了一個平的光譜透射率，然而這個TCO/Ag/TCO 薄膜堆積展示了一個狹隘的光譜透射度窗口即很適合光度的曲線，在5 3 0納米 的尺寸達到一個最大的透光率達到90%。這個單層的TCO薄膜展示了在400到1000納米的這個區(qū)間達到大 約8 5%的平均透光率。這個震蕩的T價值在于光干涉在這兩個薄膜表面。在大 約1 2 0 0納米的波長，這三種TCO薄膜的透光率開始減少是由于自由載體的 吸收，這個，不過

22、，這個非常適合光電的應用對于硅和銅，Se2吸收器薄膜伴隨 著僅僅是1 .14eV的帶隙能。表面電阻依賴于薄膜厚度如圖2 b對于不同類型的TCE薄膜。這個數據點 大部分與Rs = p flm/d成反比，這個被預期時電阻率依賴薄膜厚度。相比較， 計算Rs曲線對于p =10-510-2歐姆厘米也被劃分。石墨烯薄膜 展示了最低的電阻率(5 X 10-6Q cm)，隨后是TCO/Ag/TCO薄膜以及銀 納米線(5 X 10 - 5Q cm) o ITO 數據劃分在 p ITO 2 - 5 10 - 4 Q cm是有點高的，這個通過更高的薄膜厚度得到更低的可達到的范圍?，F今 最好的ITO薄膜達到p ITO

23、 R 10-4 Q cm當d大于100納米，這個 能夠轉移ITO彎曲輕微的向左。PEDOT:PSS薄膜和銀納米線網絡展示了最高 的電阻率。在薄膜準備的關系的挑戰(zhàn)是達到對于大面積噴涂的不同TCE材料的本質 限定，這個幾乎已經完成對于TCO材料和TCO/Ag/TCO低發(fā)射率噴射。單層石墨烯，由于它的卓越的移動性，盡管可以避免褶皺但是如果體征遷移率限制能夠 被轉移到大面積就能夠超越界限把建立材料科學留開，裂紋和其他移動性減少的 缺點。品質因數和理論范圍早期，科學家們開始探索能夠在品質和TCEs的性能相對比的標準。在19 7 6年，H提出一個簡單但是明智的標準就是聯(lián)合薄膜的透射率T和表面電阻Rs被量化

24、，得出:Rs被量化，得出:h = r/R -Tadq是一個指數就是確定透射比需要一個特殊的目的。q = 10, 20或者 100的指數引導0.分別是9,0.9 5或者0 .99的透射率，對于d = (a q) -1，a是吸收系數。通常的，q=1 0被選擇是由于它能滿足大部分的目 的。如圖3 a個H的品質因數表現薄膜厚度的功能不同的TCEs展示 TCO材料產量品質因數超過薄的金屬薄膜。圖3也顯示對于金屬薄膜原始估算低 估了對于a TCO/金屬/TCO的6H結構的價值，因此品質因數對比于ITO薄膜。 然而，保持TCO/金屬/TCO薄膜堆積方式展示了一個很狹隘的譜窗超過TCO薄膜 是很重要的。在近些

25、年，另外一些方法也被用作不同的TCO材料，在可見光波長光譜中 的透射率T被表現作為一個表面電阻Rs的功能。根據理論，這些依據能夠被描 述通過這個公式：T =1(Z & Vs dx. JZ0是真空阻抗(Z0 =1/ 0c =377 Q )和。opt和a d.c是光學的和d.c材料的導電性，分別得。T是典型的測量在550納米的可見光序列， 這個符合于人類眼睛所能看見的最大極限。根據方程式，a d.c./a opt比率能 夠被最大化通過在明細表電阻的高透射率。這個公式，雖然經常被用作文獻，但 是沒有充分的證明；對于光導率。opt所必須被帶出來的波長不是清晰地。大 部分的對于T的大部分實驗數據都得到5

26、50納米的波長。對于納米線和碳納米管 網絡，在這些薄膜里一個必要的過濾，通過De等人的指出。對于獨立的薄膜方程式是真實的僅僅有效的，作為最近B等人的解釋。然而， 大部分的透射比曲線是被衡量TCEs在玻璃或者基片上。雖然雖然薄膜涂層對于 透射比不利于未經圖層的基片是可能的，但是一個更嚴格的方法考慮到折射指數 n的基片，給予，對于d 入/2n nfilm伴隨著波長 入和折射率n：T 二 1_ 凡（1+%）氣土在圖3方程式4和方程式5都適合數據。這個大的數據點散射是由于不同的 材料和準備程序。這個主要的參數是。d.c./o opt的比率，對于金屬結構和 ITO薄膜最高的，對于石墨烯薄膜是相對低，和最

27、低的是單壁碳納米管。這個也 能夠從圖三推斷出來，ITO材料，石墨烯和銀網格是最好適合應用目標的材料。 大部分數據是根據T給出的（5 5 0 nm）；這是肉眼可見光的最大值。當前通 過B等人的發(fā)表。對于TCE在薄膜太陽能上的應用，一個更好的標準是透射比 丁的平均值大約在4 0 0 - 1 0 0 0 nm這個光譜范圍，或者考慮到太陽光的光 譜和特殊的太陽輻射吸收器的能帶隙的透射率。在摘要中，這種半經驗的關系被 用作判斷薄膜TCE材料的一個應用展望。獲得一個更好的基礎理解需要一個光 導性基于密度泛函理論超過著名的的德魯德模型的薄膜理論分析。技術要求沉積技術：透明導電材料能夠通過各種各樣的薄膜沉積技

28、術被制備，通 過物理氣相沉積例如蒸發(fā)，磁控濺射，分子束外延和脈沖激光消融，以及化學氣 相沉積例如高溫化學氣相沉積，金屬有機物化學氣相沉積，原子層沉積和另外一 些化學方式，包括旋轉涂層，溶液法和離子層氣體反應?，F今高速沉積法例如印 刷或者層轉移技術能夠變成可行的替代選擇對于物理和化學氣相沉積方法的控 制。對于TCE材料考慮選擇最好的沉積工藝一一除了需要薄膜的電阻率，透射 比，薄膜粘著和薄膜的密度一一境界條件例如沉積區(qū)域，適度的沉積溫度，沉積 速率，表面結構的正行覆蓋和投資費用。當前TCE材料在工業(yè)上的應用，金屬薄膜是通過蒸發(fā)和雌性濺射儲存的， TCOs是通過磁 性濺射或者金屬氣相沉積存儲的，一個

29、深刻的例 子是 TCO/Ag/TCO多分子層，他們通過磁性濺射系統(tǒng)涂在大玻璃表面大約是3.2大 6 m每一到二分鐘噴涂一次來進行保存。原子層沉積一般被僅僅用作特殊目的例 如緩沖器或者保護膜，主要是因為它的沉積比率低于磁控濺射或者金屬有機氣相 沉積。金屬網格能夠被制備通過用影印石板術構建薄膜，這個是很貴的，或者通過 絲網印刷金屬糊劑，如果如果定期格子時有需要的。納米印刷是一個新技術為了 阻止光學平板刻法的損失盡管提供卷對卷的涂層。金屬或者碳納米管網絡能夠通過旋轉涂層納米線來解決或者通過浸在溶液 里解決和使用干燥程序來存儲。低成本應用例如納米線網絡電極需要高速的卷對 卷過程。對于這個用途，伴隨小的

30、直徑和穩(wěn)定的納米油墨構劃被近一步發(fā)展長的 銀或者銅成為納米線的增長解決方案。對于石墨烯薄膜的大面積沉積技術仍然保持在他們的初期。這第一個實驗涉及來 自高定向熱解或者自然石墨的微米級石墨烯仿制品的剝落物?，F今，可稱量的方 法例如分子束外延或者金屬氣相沉積到碳化硅或者金屬,催化劑,例如Ni或者 Cu是被發(fā)展的。一個主要的缺陷是高溫下需要增長石墨一一大約在7 0 0 -9 oo攝氏度一一對于降低成本是可能的范圍。從他們增長的基片上轉移石墨能夠 通過B等人的薄膜轉移技術的演示來完成。對于這個技術，另外一些石墨沉積法， 避免皺紋，裂紋和邊緣是很重要的，這擔當做散射中心和因此減少石墨烯涂層的 體征遷移率。

31、結構：很好的排列電級被需要提出單層像素在顯示模型，這對于平板顯示屏特別重要。濕化學腐蝕是優(yōu)先的方法生產ITO電極來生產平板顯示器。雖然 ZnO也能夠被制備通過化學腐蝕，氧化錫是用化學的更多的抵抗力。對于新的 TCE材料例如金屬網格和納米線，聚合物薄膜和石墨烯，充足的方法仍然需要 被發(fā)展。候選的材料被直接印刷（納米印刷），等離子刻蝕和激光結構化。長久的穩(wěn)定性：對于TCE材料的商業(yè)應用這是一個重要方面。盡管穩(wěn)定 性已經得到了解決，例如在戶內的應用有耐高溫鏡、平板顯示器的電極，在戶外 的應用有仍然需要重大優(yōu)化的薄膜太陽能電池，優(yōu)化包括潮濕的高溫測試。然而 金屬納米網格和納米線的長久穩(wěn)定性不會被詳細的研究出來。盡管長久的穩(wěn)定性 不會成為金屬納米網格的周期性問題，但是與穩(wěn)定的TCO/金屬/TCO的多分子層 來比較