Transparenter Kontakt

Ein Glasplättchen, dass mit vier Streifen aus einem transparenten Stromleiter1 beschichtet ist, aus verschiedenen Blickwinkeln. Bei direkter Draufsicht (links) ist der transparente Stromleiter fast durchsichtig und nur als leichter dunkler Schatten erkennbar, bei schräger Ansicht (rechts) ist eine gelblich schimmernde Spiegelung deutlich erkennbar.
Querschnitt durch eine Solarzelle: Schematischer Aufbau eines Schichtstapels aus Substrat, transparentem Kontakt, aktiven Schichten und reflektierendem Kontakt. Der Aufbau einer OLED ist gleich, nur dass der Strom in die entgegengesetzte Richtung fließt (ins Bauteil hinein statt aus ihm heraus) und das Licht durch den transparenten Stromleiter und das Substrat hindurch abgestrahlt wird.
OLED-Demonstrator von OES
Teiltransparente organische Solarzelle von Heliatek

Eine dieser Kontaktflächen muss transparent sein. Im Fall der Solarzelle ist die Transparenz erforderlich, damit das Sonnenlicht auf die aktiven Materialien fallen kann; im Fall der OLED muss das erzeugte Licht das Bauteil verlassen können. Der benötigte transparente Stromleiter besteht entweder aus einer sehr dünnen Metallschicht, die noch durchsichtig ist, dabei aber schon Strom leiten kann, oder aus anderen für diese Anwendung entwickelten Materialien.

Der zweite Kontakt besteht im Normalfall aus einer etwas dickeren und somit undurchsichtigen Metallschicht. Sie reflektiert das Licht wie ein Spiegel, was die Effizienz des Bauteils verbessert: Im Fall der Solarzelle wird Sonnenlicht, das von der aktiven Schicht unter Umständen nicht vollständig absorbiert wird, reflektiert und gelangt zurück in die aktive Schicht. Im Fall der OLED strahlt die aktive Schicht grundsätzlich in alle Richtungen, der reflektierende Kontakt sorgt dann dafür, dass trotzdem alles Licht in die gewünschte Richtung durch den transparenten Kontakt und das Substrat hindurch abgestrahlt wird.

Die Möglichkeit, beide Kontakte aus transparenten Stromleitern herzustellen, eröffnet interessante neue Möglichkeiten für das Design organischer Produkte. Eine OLED mit zwei transparenten Kontakten leuchtet in beide Richtungen, was beispielsweise in Raumteilern ausgenutzt werden kann. Eine organische Solarzelle mit zwei transparenten Kontakten ist teilweise durchsichtig (halbtransparent) und kann in getönten Fensterscheiben zum Einsatz kommen, wo sie den Innenraum abdunkelt und gleichzeitig Strom erzeugt.

Wissensdurst: Transparente Stromleiter


1: Das gezeigte Material nennt sich „ITO“, Details dazu stehen im Wissensdurst-Abschnitt.


2012 by OES, Johannes Widmer