來自新加坡材料研究和工程研究所（IMRE）的科學(xué)家開發(fā)了一種阻擋層薄膜，可用于像低成本太陽能電池、柔性顯示器和有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）中，顯著提高這類塑料電子器件的壽命。同當(dāng)前其他方案相比，這種新技術(shù)可將器件抵抗潮濕的能力提高1000倍。

　　根據(jù)Nanomarkets LLC（弗吉尼亞州Glen Allen）的報告，在未來五年內(nèi)，全球塑料電子市場會超過230億美元，將會有比硅更具柔性、重量更輕且價格更低的電子器件面市。然而，這類器件的一個關(guān)鍵就在于有機(jī)材料對水蒸氣和氧氣非常敏感，這些氣體通常都會逐漸穿透塑料保護(hù)層。

　　將防止潮濕的氧化物阻擋薄層涂覆到塑料基板過程中，常常會產(chǎn)生像針孔、裂縫和晶界之類的缺陷，而這些缺陷會形成可讓氧和水分子通過的孔洞。為了防止這些破壞性的缺陷，現(xiàn)有的技術(shù)通常會再覆蓋幾層高分子和金屬氧化物交替層將孔洞隔離開，這樣有害的分子難以到達(dá)塑料基板表面。目前商用薄膜在25°C和90%相對濕度（RH）條件下水氣的穿透率約為10-3 g/m2每天。

　　對有機(jī)器件來說，理想薄膜在39°C和90% RH條件下的穿透率要低于10-6 g/m2/天。這也正是IMRE的科學(xué)家
們通過不同的方法解決“孔洞”效應(yīng)后達(dá)到的目標(biāo)。IMRE是新加坡科學(xué)、技術(shù)和研究局（A*STAR）下屬的一個研究所。他們不是通過多層膜來阻擋缺陷，而是采用納米微粒將缺陷固定在阻擋氧化膜上。這項工作不僅效率更高，而且可以將所需阻擋層的數(shù)目減小到兩層――即阻擋氧化層和納米微粒密封層。除了能將缺陷密封外，第二層中的納米微粒還可以與濕氣和氧反應(yīng)而阻止其滲透。

　　“有了這種勝過理想要求的保護(hù)措施，制造商們就有機(jī)會大幅度地提升塑料電子器件的壽命了，”該項目的首席研究員Senthil Ramadas這樣介紹。

　　與其他超過制造技術(shù)極限的情況類似，IMRE的研究人員也面臨著測試極限的問題。為了克服這一障礙，該團(tuán)隊還開發(fā)了可以測量透過率低于10-8 g/m2/天的高敏感性系統(tǒng)。IMRE塑料阻擋層的性能在工藝創(chuàng)新中心（CPI，英國Wilton）進(jìn)行了測試和驗證。

　　Exploit Technologies Pte. Ltd.（ETPL，新加坡）是A*STAR的商業(yè)化分支，已經(jīng)開始資助IMRE的研究以使其市場化。“這個研究團(tuán)隊已經(jīng)開始與太陽能和柔性顯示器、照明工業(yè)制造商接洽，他們目前正在對阻擋層薄膜進(jìn)行量產(chǎn)評估，” Mark Auch這樣介紹，他說IMRE團(tuán)隊中的一員，目前已經(jīng)積極介入到該技術(shù)的商業(yè)化中。
IMRE已經(jīng)簽署了數(shù)項協(xié)議，包括與薄膜太陽能制造商G24Innovations（威爾士Cardiff）的合作協(xié)議。根據(jù)公司總裁Clemens Betzel介紹，該阻擋層薄膜很可能意味著“染料敏化太陽能電池的重大進(jìn)展。”