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光电元件使用的电极可不是电解实验中一根铜棒或石磨棒，而是一层透明却又能导电的玻璃。

电极在大部分人的想像应该从中学理化课本来，一根金属或是石磨棒插入溶液中;又或是像干电池一样是个金属外壳。以电池或电解的应用所需来说，这些材料非常适合且实用。但是，在光电元件中，电极不只肩负导电的功能，还必须透光。因此必须使用能透光又能导电的透明导电膜(transparent conducting film)。

内文示意图为大部分光电元件的基本架构：PN 接面电子电洞对结合产生光(太阳能电池则是光进到元件中被吸收，进而形成电子电洞对)，电子电洞的产生须由外界注入电流，因此需要电极。但用于传统电极的金属或石磨都不透光，如果用这些材料当电极，就算元件内部产生光也送不出来(外界的光也进不去)，因此需要一层导电且光能穿透的透明电极。

光电元件架构图

目前最常见到的透明电极是在玻璃上镀一层100纳米左右氧化铟锡(Indium Tin Oxide，通常简称为ITO)，ITO 玻璃被广泛应用在各种光电元件中，包括：显示器、发光二极体(LED)、智慧型手机及太阳能电池等等。一般 ITO 玻璃的光穿透率大约是85%左右(也就是损失15%)，其导电度虽佳但仍不如金属，尚有改善空间。要提升透明电极的品质，一是提升穿透率、二是提升导电度，但有一好没两好，常常提升穿透率就牺牲了导电度;导电度上升穿透率却又下降。不仅如此ITO机械性质不佳，易破碎，且需要高温制成。而应用端却又相当需要制程简易、又能弯折的透明电极。

近来研发出的新型穿透电极包括利用石墨稀(graphene)、超薄金属、掺铝氧化锌(Al-doped ZnO (AZO))、纳米碳管(carbon nanotube， CNT) 或导电高分子等等。西班牙光子科学研究所(The Institute of Photonic Sciences(ICFO))及ICERA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)最近研发出穿透率高达90%且电阻只有一般商用 ITO 玻璃40%左右的穿透电极，其研究称果发表于《自然‧通讯》(Nature Communications)。

这项研究将二氧化钛(TiO2)、银薄膜及掺铝氧化锌(AZO)依序镀在玻璃基板上，并分别调整三层薄膜的厚度使其在可见光具有破坏性干涉，以增加穿透率。这是相当典型的薄膜工程，透过堆积不同薄膜并控制厚度，让光经过时形成破坏性干涉以增加穿透率(或减少反射)。实验结果显示将25纳米二氧化钛(TiO2)、12纳米银薄膜及40纳米掺铝氧化锌镀在玻璃上后会同时具有高穿透及高导电度。

这三个材料皆是光电工程常见的材料，银薄膜由于其金属性具备低电阻让导电度提升，且厚度只有20nm，并不像想像中的银完全不透光。但就算20nm的银可以透光，但还是无法满足穿透电极所需，因此必须设计抗反射层以增加进光量。本研究所使用的多层膜设计正好弥补了银薄膜穿透性不佳的缺点，同时受益于银绝佳的导电能力。

论文作者 Valerio Pruneri 教授表示：我们用了一个简单的设计便达到目前为止表现最佳的穿透电极，其同时具备许多业界所需的优越性质。

原始论文：Maniyara， Rinu Abraham， Vahagn K. Mkhitaryan， Tong Lai Chen， Dhriti Sundar Ghosh， and Valerio Pruneri. "An antireflection transparent conductor with ultralow optical loss (< 2%) and electrical resistance (< 6 Ω sq− 1)." Nature Communications 7 (2016).