一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法，通过溶胶‑凝胶制备、旋涂及煅烧工艺，形成g‑C3N4改性Al掺杂的ZnO透明导电薄膜。其中，Al掺杂有效地提高了薄膜的载流子浓度和迁移率，致使电阻率下降，而氮化碳的加入使其和氧化锌形成一种异质结构，在紫外‑可见光照射下，诱导电子‑空穴对的分离，并且在两者之间形成电子和空穴的双向转移，降低了电子‑空穴的复合率，在紫外‑可见光照射下透明导电薄膜光电流增强，电阻率降低到约原来的1/15~1/20，且氮化碳的加入对薄膜在紫外‑可见光区的透光率无明显影响。本发明专利技术的突出优点是制备工序简单，工艺成本低，性能独特，重现性好。

Preparation of a type of graphene modified carbon nitride modified Al doped ZnO transparent conductive film

The invention discloses a preparation method of a kind of carbon nitride graphene modified Al doped ZnO transparent conductive thin film, preparation, spin coating and calcination process by sol gel method, forming g C3N4 modified Al doped ZnO transparent conductive films. Among them, Al doping can effectively improve the carrier concentration and the migration rate of the film, resulting in the decrease of resistivity, while adding carbon nitride and the Zinc Oxide formed a heterostructure in the UV under visible light irradiation induced electron hole pairs, separation, and the two-way transfer of electrons and holes are formed between the two. Reduces the recombination rate of electron hole, UV visible light irradiation transparent conductive film photocurrent enhancement, resistivity decreased to about the original 1/15~1/20, and adding carbon nitride film on the transparent UV visible rate has no obvious effect. The outstanding advantage of the invention is that the preparation process is simple, the process cost is low, the performance is unique and the reproducibility is good.

【技术实现步骤摘要】
一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法
本专利技术属于薄膜光电材料领域，具体涉及一种类石墨烯氮化碳(gl-C3N4)改性Al掺杂ZnO(AZO)透明导电薄膜的制备方法。
技术介绍
透明导电薄膜具有高导电性、在可见光范围内的高透光性以及在红外光范围内的高反射性等优点，将透明性与导电性相结合，使其成为功能材料中极具特色的一类薄膜光电材料。目前，ZnO透明导电薄膜作为一种新型的宽禁带（3.3eV）半导体材料，对可见光响应弱，在可见光下导电性差。氮化碳经过剥离可形成类石墨烯的层状结构，而且氮化碳的禁带宽度仅有2.7eV左右，具有较好的可见光响应能力。通过氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜，使其在紫外-可见光的照射下受到激发，诱导电子-空穴分离，而且g-C3N4和ZnO之间的相互协同作用，使电子和空穴形成双向转移的过程，有利于提高电子-空穴对的分离效率，进而使薄膜的光电流增强，因此在本专利技术中，我们采用溶胶-凝胶结合旋涂方法制备类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜，解决了普通ZnO基透明导电薄膜在可见光区电导率不高的问题，使其在紫外-可见光区导电性均显著提高。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将一定量的水合乙酸锌溶解在醇类溶液中，然后加入等摩尔的二乙醇胺作为稳定剂，在50‑100 ℃下水浴0.5‑5 h，形成均匀的透明溶液，再加入一定量的水合硝酸铝，继续水浴0.5‑5 h直至形成透明均质溶液，将溶液静置陈化12‑24 h；（2）在镀膜前将一定量的类石墨烯氮化碳超声分散在氧化锌溶胶中；（3）清洗玻璃基底，将玻璃片先用蒸馏水超声清洗5‑20 min，然后在一定浓度的HF酸溶液中浸泡一段时间，最后再用蒸馏水、丙酮和无水乙醇清洗，烘干备用；（4）将玻璃片放置于匀胶机上，以一定的匀胶速度均匀镀膜，每次...

【技术特征摘要】
1.一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将一定量的水合乙酸锌溶解在醇类溶液中，然后加入等摩尔的二乙醇胺作为稳定剂，在50-100℃下水浴0.5-5h，形成均匀的透明溶液，再加入一定量的水合硝酸铝，继续水浴0.5-5h直至形成透明均质溶液，将溶液静置陈化12-24h；（2）在镀膜前将一定量的类石墨烯氮化碳超声分散在氧化锌溶胶中；（3）清洗玻璃基底，将玻璃片先用蒸馏水超声清洗5-20min，然后在一定浓度的HF酸溶液中浸泡一段时间，最后再用蒸馏水、丙酮和无水乙醇清洗，烘干备用；（4）将玻璃片放置于匀胶机上，以一定的匀胶速度均匀镀膜，每次镀膜结束后在烘箱中烘干，并在马弗炉中预烧，最后进行退火热处理。2.根据权利要求1所述的一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，溶胶的溶度为0.4-0.75mol/L，Al掺杂量为0.5-5at%，氮化碳掺杂量为1-5wt%，镀膜层数为5-20层。3.根据权利要求1所述的一种类石墨烯氮化碳改性Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，类石墨烯氮化碳的制备方法如下：（1）将一定量的尿素溶于蒸馏水中，以10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喜宝，黄军同，张华森，冯志军，罗军明，尹庆庆，李洁慈，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36