一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用，所述耐高温柔性透明导电薄膜，包括：耐高温柔性透明基底，及沉积在所述耐高温柔性透明基底上的透明导电层。本发明专利技术耐高温柔性透明导电薄膜可耐高温，热膨胀系数低、表面平整、透明度高、光电性能稳定，且其制造工艺简单、成本低廉。

High resistance transparent conductive film and preparation method and application thereof

The invention discloses a high temperature resistant soft transparent conductive film and its preparation method and application of the high temperature resistant soft transparent conductive films, including: high temperature resistant soft transparent substrate, a transparent conductive layer of high temperature resistance and deposition of flexible transparent substrate in the. The invention of high temperature resistant soft transparent conductive film is resistant to high temperature, low coefficient of thermal expansion, smooth surface, high transparency, stable photoelectric properties, and has the advantages of simple manufacturing process, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及透明导电材料
，尤其涉及一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
透明导电材料是一种既能导电又在可见光范围内具有高透过率的一种材料。透明导电材料作为一种重要的功能材料在光/电子工业中有着广泛的应用，它可作为平板显示器以及太阳能电池的透明电极；在汽车、飞机、冷库和仪器仪表方面做可视观察的防霜防雾膜；利用其良好的电磁屏蔽作用，用于计算机房、雷达屏蔽防护等。在硬质玻璃上制备的透明导电材料已达较高的制备及应用水平。在有机柔性基体上制备的透明导电材料虽然具有可弯曲、重量轻、易携带、易于大面积生产等独特优点，但是由于其工作温度范围较窄的原因，导致了其应用的局限性。所以，本专利技术在此基础上提出了耐高温柔性透明导电薄膜的制备技术，它同时具备有机柔性基体的优点和耐高温的特点，有望开拓透明导电薄膜在高温柔性
的应用。在普通有机柔性基底上(PET，PI等)制备的ITO、AZO以及三明治结构（oxide/metal/oxide,OMO）等透明导电材料的导电性和透光性较好，但是有机柔性基材有着不可克服的缺陷：不耐高温、基底与材料之间的结合力差、并且在基材与导电层之间的线性热膨胀系数有着很大的差异。专利“具备高热稳定性的柔性透明导电薄膜的制备方法及其产品”利用固化后的含氟聚酰亚胺膜层作为基底，有一定的耐高温性，但所用工艺较为复杂，制备难度较高。虽然玻璃和金属箔可以克服以上这些缺陷，但是前者属于硬质材料，弯曲半径较大，后者透光性差。因此，技术上就迫切需要发展一种新型耐高温、低热膨胀系数、表面粗糙度小、透明度高的柔性导电衬底材料。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用，从而解决现有的柔性透明导电材料不耐高温、热膨胀系数高、表面粗糙度大、透明度低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种耐高温柔性透明导电薄膜，包括：耐高温柔性透明基底，及沉积在所述耐高温柔性透明基底上的透明导电层。所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其中，所述耐高温柔性透明基底为云母片（包含白云母、氟晶云母）。所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其中，所述透明导电层为透明导电材料，所述透明导电材料包括SnO2薄膜、Sb2O3薄膜、ZnO薄膜、CdO薄膜、ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、NTO薄膜、三明治结构薄膜、纳米银线、石墨烯、金属网格、碳纳米管。所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其中，所述耐高温柔性透明基底的厚度为4~100µm。所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其中，所述透明导电层的厚度为25~500nm。一种如以上所述的耐高温柔性透明导电薄膜的制备方法，包括步骤：a、将靶材安装在磁控溅射装置的射频阴极靶槽中，将耐高温柔性透明基底放入基片架，把基片架插入溅射室中的基片盘中，调整靶材和基底之间的距离为40~80mm；b、对溅射室抽气，使溅射室的真空度小于1.0×10-3Pa后，向溅射室内充入氩气，调整抽气量，使溅射室的气体压强为0.1~5Pa；c、开启靶材的射频电源，将基底转至靶材对应位置溅射沉积透明导电层，得到耐高温柔性透明导电薄膜。另一种如以上所述的耐高温柔性透明导电薄膜的制备方法，包括步骤：A、将靶材安装在脉冲激光淀积装置的腔内，调整靶基距为40~80mm；然后将耐高温柔性透明基底固定在基片托上，安装至腔内，再对腔体进行抽真空，使腔内真空度保持在5×10-5Pa~5×10-4Pa之间；B、调整好光路，启动准分子激光器，使激光束聚焦至腔内的靶材上，沉积透明导电层，得到导电薄膜基材；C、将步骤B得到的导电薄膜基材进行退火，得到耐高温柔性透明导电薄膜。所述的耐高温柔性透明导电薄膜方法，其中，所述步骤C中，向腔内通入高纯氧气，调节氧气的充气及抽气量，使腔体内的氧压保持在5×10-4~5×101Pa，将步骤B得到的导电薄膜基材加热至100~600℃进行原位退火，保温20~40min。所述的耐高温柔性透明导电薄膜方法，其中，所述步骤C中，将步骤B得到的导电薄膜基材取出，放置于管式炉中，在100~600℃下退火，保温10~60min。一种耐高温柔性透明导电薄膜的应用，将以上所述的耐高温柔性透明导电薄膜应用于光电器件中，作为耐高温柔性透明薄膜加热器的基体或者柔性钙钛矿太阳能电池的电极材料。有益效果：本专利技术提供了一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用，所述耐高温柔性透明导电薄膜，包括：耐高温柔性透明基底，及沉积在所述耐高温柔性透明基底上的透明导电层。本专利技术耐高温柔性透明导电薄膜可耐高温，热膨胀系数低、表面平整、透明度高、光电性能稳定，且其制造工艺简单、成本低廉。附图说明图1是本专利技术耐高温柔性透明导电薄膜方法具体实施的流程简图。图2是采用本专利技术所述耐高温柔性透明薄膜制备的耐高温柔性透明薄膜加热器的结构示意图。图3是采用本专利技术所述耐高温柔性透明薄膜制备的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种耐高温柔性透明导电薄膜及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种耐高温柔性透明导电薄膜，如图1所示，包括：耐高温柔性透明基底1，及沉积在所述耐高温柔性透明基底1上的透明导电层2。进一步的，本专利技术实施例中，所述耐高温柔性透明基底1为云母片（Mica），包含白云母、氟晶云母。本专利技术所述云母是一种造岩矿物，呈现六方形的片状晶形、成本低廉、无毒、不污染环境。云母片层状解理非常完全，进行层间剥离后，表面可达原子级平整，有玻璃光泽，薄片具有弹性，透光性好。云母片可耐高温（＞600℃），透光性和柔性均随着厚度的减小而逐渐增大，热膨胀系数小，在对其进行基底加热或退火处理后，其微观结构与光电性能都可以得到提升，表面平整、光电性能稳定（在数次机械弯曲之后基本不变），与基底之间结合牢固。进一步的，本专利技术实施例中，所述透明导电层2可以为不同的透明导电材料，其包括但不限于In，Sb，Zn和Cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜，例如SnO2薄膜（二氧化锡薄膜）、Sb2O3薄膜（三氧化二锑薄膜）、ZnO薄膜（氧化锌薄膜）、CdO薄膜（氧化镉薄膜）、ITO薄膜（氧化铟锡薄膜）、AZO薄膜（掺铝氧化锌薄膜）、FTO薄膜（掺杂氟的SnO2薄膜）、NTO薄膜（Nb掺杂TiO2薄膜）；其还包括三明治结构薄膜（OMO）、纳米银线、石墨烯、金属网格、碳纳米管（CNTs）。其中，所述石墨烯包含单层石墨烯和多层石墨烯，三明治结构薄膜包括氧化物半导体/金属/氧化物半导体构成的三明治结构薄膜（例如ITO/Ag/ITO）、氧化物半导体/氧化物半导体/氧化物半导体构成的三明治结构薄膜（例如ZAO/ITO/ZAO）。进一步的，本专利技术实施例中，所述耐高温柔性透明基底的厚度为4~100µm。进一步的，本专利技术实施例中，所述透明导电层的厚度为25~500nm；优选为100nm。进一步的，将透明导电层2沉积在耐高温柔性透明基底1上的沉积方法有多种，包括：脉冲激光沉积法（PLD，L-MBE），磁控溅射法，溶胶-凝胶法（Sol-gel），化学气相沉积法（CVD）等。本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，包括：耐高温柔性透明基底，及沉积在所述耐高温柔性透明基底上的透明导电层。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，包括：耐高温柔性透明基底，及沉积在所述耐高温柔性透明基底上的透明导电层。2.根据权利要求1所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，所述耐高温柔性透明基底为云母片。3.根据权利要求1所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电层为透明导电材料，所述透明导电材料包括SnO2薄膜、Sb2O3薄膜、ZnO薄膜、CdO薄膜、ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、NTO薄膜、三明治结构薄膜、纳米银线、石墨烯、金属网格、碳纳米管。4.根据权利要求1所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，所述耐高温柔性透明基底的厚度为4~100µm。5.根据权利要求1所述的耐高温柔性透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电层的厚度为25~500nm。6.一种如权利要求1所述的耐高温柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：a、将靶材安装在磁控溅射装置的射频阴极靶槽中，将耐高温柔性透明基底放入基片架，把基片架插入溅射室中的基片盘中，调整靶材和基底之间的距离为40~80mm；b、对溅射室抽气，使溅射室的真空度小于1.0×10-3Pa后，向溅射室内充入氩气，调整抽气量，使溅射室的气体压强为0.1~5Pa；c、开启靶材的射频电源，将基底转至靶材对应位置溅射沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯善明，陈畅，叶茂，林鹏，曾燮榕，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44