Ein Forschungsteam der School of Advanced Materials Science and Engineering der Sungkyunkwan University in Südkorea hat kürzlich eine neuartige transparente Elektrodentechnologie entwickelt. Diese Elektrode kommt vollständig ohne das seltene Metall Indium aus und verlängert gleichzeitig die Lebensdauer der Bauteile bei hoher Leistung erheblich. Die zugehörigen Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Materials Today“ veröffentlicht.
Herkömmliche Perowskit-Leuchtdioden (PeLEDs) verwenden üblicherweise Indiumzinnoxid als transparente Elektrode. Indium ist ein seltenes und teures Metall, das nicht nur die Materialkosten in die Höhe treibt, sondern auch durch Ionenmigration während des Betriebs zu einem Leistungsabfall und einer verkürzten Lebensdauer der Bauteile führt. Um diese Einschränkung zu überwinden, schlug ein gemeinsames Forschungsteam unter der Leitung von Professor Han-Ki Kim und Professor Bo Ram Lee eine auf Stickstoff-dotiertem Zinnoxid basierende transparente Elektrode vor, die Indium durch das reichlich vorhandene und umweltfreundliche Zinn ersetzt. Diese NTO-Elektrode wird mittels HF-Magnetronsputtern hergestellt, ermöglicht die großflächige Fertigung bei niedrigeren Temperaturen und ist mit bestehenden industriellen Prozessen kompatibel.
Experimentelle Daten zeigen, dass Bauteile auf Basis der NTO-Elektrode eine externe Quanteneffizienz von 20,82 % erreichen, was dem Niveau herkömmlicher ITO-basierter Bauteile entspricht. In Bezug auf die Langzeitstabilität erreichte die Lebensdauer von Bauteilen mit NTO-Elektrode mehr als das Doppelte derjenigen mit ITO-Elektroden. Die Forschenden führen diese Verbesserung auf die Bildung einer stabilen Sn-N-Bindungsstruktur innerhalb der Elektrode zurück. Diese Struktur kann die Metallionenmigration wirksam unterdrücken und eine Barriere gegen Degradation bilden.
Professor Han-Ki Kim sagte: „Diese Arbeit löst grundlegend die Einschränkungen der herkömmlichen transparenten Elektrodentechnologie, die von teuren, seltenen Metallen abhängt. Sie stellt einen wichtigen Schritt hin zu nachhaltigen, leistungsstarken optoelektronischen Bauteilen dar.“ Er fügte hinzu, dass diese Technologie den Übergang zu indiumfreien transparenten Elektroden beschleunigen könnte und der Anwendungsbereich auf Bereiche wie Solarzellen und andere Geräte der nächsten Generation im Energiesektor ausgeweitet werden kann.
Veröffentlichungsdetails: Autoren: So Mang Park et al., Titel: „Chemical durable and cost-effective N-doped SnO₂ transparent electrode for full-color perovskite light-emitting diodes“, veröffentlicht in: Materials Today (2026). Zeitschrifteninfo: Materials Today
