透明電極依然以ITO為主流
透明導電膜總括來說可簡化為「In系」與「非In系」透明電極用材料兩大類。In系的ITO一直主導著透明導電膜的市場，過去曾因一時的「In資源供給不足」而興起「非In系」材料的開發，目前「原物料缺貨」的理由，因In的價格未升反降而已不復存在。因此，對「非In系」的性能要求，必須具有與ITO同等或更高的特性與低成本。
ITO(In2O3-SnO2)為代表性透明電極用材料，廣泛應用於平面顯示器、觸控面板等領域，屬於「In系」材料。至於「非In系」中最被看好的有如ZnO系，其他還有導電性高分子(PEDOT)、Ag系、奈米碳材、IZO等。
根據Nanomarkets於2009年4月發表，ITO以及ITO替代材料之市場預測，到2014年ITO的市場規模將比2007年增加159%，達83億美元，而且屆時ITO在FPD的透明電極市場依然持續保持其優勢。
ITO因具有In價格不安定的缺點，引發各種替代材料的研究開發，雖然如此，Nanomarkets還是認為在2015年以前，ITO是不會被取代的，理由是粉末狀被覆技術(新技術)的開發與採用過程中，ITO製造也朝向削減材料使用量與低成本化進展，而且在調查的時間點，In的價格與過去最高價比較，已經降低約70%。
ITO的替代材料主要往OLED照明與薄膜太陽電池、觸控面板的領域發展。Nanomarket預測，2014年ITO替代材料的市場規模將為5億6700萬美元。
表一、不同種類LCD對ITO膜的特性要求
薄膜太陽電池用透明導電膜之特性要求
1. 薄膜矽系太陽電池用透明導電膜性能
薄膜矽系太陽電池原本利用ITO為透明電極材料，要求性能為「高透光率與低片電阻值(Sheet Resistance)」，以提昇太陽電池的轉換效率，透光率越高，到達太陽電池光吸收層的光量增加；而片電阻值越低，光電轉換產生的電流效率越好。因此，薄膜矽系太陽電池為了提升轉換效率，對其所用透明導電膜的要求特性可大分為3項：
1.片電阻值要低，才能使Cell間電流流通產生的焦耳熱的損失下降
2.透光率要高，才能將入射到模組表面的太陽光以最少損失導引到電池層，特別是對太陽光的透光性(一般指的是可見光的透光性)，以非晶矽/微晶矽的Tandem型太陽電池為例，所利用的光已涵括到近紅外光的波長領域了。以上二項是一般透明導電膜必須兼備的透光與導電特性。
3.為讓到達電池層的太陽光能有效的被薄膜電池層所吸收，必須具備Texture表面形狀，這一項是矽系薄膜太陽電池用透明導電膜特別要求的特性。在玻璃基板上形成具有數百奈米大小凹凸構造的透明導電膜表面，稱為Texture構造，Texture構造效應概念示意如圖一所示。
據云此構造有3種主要效果：(1).光取入效果：凹凸的大小為光波長的數分之一以下，類似折射率的傾斜結構，在電池層的界面產生防止反射的效應，可抑制反射損失；(2)具散光效應：透明導電膜若能使光散射，等同於電池層內的光路長度變長，相同膜厚的光吸收量可以增加，內部電場一面被維持住，一面又可增加載子流(Carrier)的發生量，結果提升了轉換效率。而且作為p-i-n結構的i層薄膜化，對生產性提升貢獻很大，因此散光特性對薄膜矽太陽電池來說，非常重要。(3)光封入效應：通電電池層的光，經由裏面電極反射，再度通過i層而被吸收，回到透明導電膜界面的光，部分經全反射又進入到電池層 ---詳細資料請見原文
2. CIGS用透明導電膜之特性要求
CIGS薄膜太陽電池中擔任「入射光之窗」與「上部電極」二種功能的是n型ZnO透明導電膜，其所要求的特性為在光學上具大的透光率（可說是當作窗層的要求特性）、電性上之片電阻率必須低，同時移動度要大，不會阻礙 p型CIGS系光吸收層產生的光電流的流動（亦即當作電極的要求項目）。而且上述兩項屬於相反的特性，也就是為了下降電阻率必須提高摻雜率，而摻雜量增加後膜會被著色，導致透光率下降。
目前CIGS系薄膜太陽電池的透明導電膜窗層的情形，已經統一採用n型ZnO膜。但是站在提升太陽電池轉換效率(或高效率化)的觀點，透明導電膜被要求下列4項---本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄，完整資料請見下方附檔---詳細資料請見原文
作者：材網編輯事/ 工研院材化所
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