一种IWO靶材及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种IWO靶材及其制备方法与应用，该靶材IWO靶材包含氧化铟和氧化钨；所述氧化钨的含量以W/(In+W)的原子数比计为0.1～0.15；所述IWO靶材的密度为6.5g/cm3～7.18g/cm3。本发明专利技术的IWO靶材，导电性好且透光率高；同时还解决镀膜过程中产生中毒结瘤问题而异常放电而造成生产效率低的问题；将本发明专利技术的靶材应用于太阳能电池中，提升了太阳能电池转化效率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种IWO靶材及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光电功能材料
，具体涉及一种IWO靶材及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着社会发展和科学技术的突飞猛进，人类对功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成为新技术和新兴工业发展的关键。随着显示器、触摸屏、半导体、太阳能等产业的发展，一种新的功能材料——透明导电氧化物薄膜(transparent conducting oxide，简称为TCO薄膜)随之产生、发展起来。
[0003]而作为太阳能电池用透明导电膜，对性能有如下要求：截止波长在1200nm以内、光透过率要高和导电性好。相关技术中通过在氧化铟中掺杂钨制得了高导电性的材料，利用上述导电材料，可以制得在940nm～1200nm范围内光透过率更高的导电薄膜材料；从而提高太阳能电池的转化效率。但由于氧化铟中掺杂钨较难获得高致密的靶材(氧化钨很难烧结成密度较高的靶材)，很难通过磁控溅射(PVD)获得透明导电膜，虽可通过RPD(活化等离子沉积技术)获得透明导电膜，但该方法设备价格昂贵且生产效率低，使得生产成本高，不利于太阳能行业的规模化生产和降低成本的要求。
[0004]因此，需要开发一种IWO靶材，该靶材的密度高且导电性好。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种IWO靶材，该靶材的密度高且导电性好。
[0006]本专利技术还提供了上述IWO靶材的制备方法。
[0007]本专利技术还提供了上述IWO靶材的应用。r/>[0008]本专利技术的第一方面提供了一种IWO靶材，包含氧化铟和氧化钨；
[0009]所述氧化钨的含量以W/(In+W)的原子数比计为0.1～0.15；
[0010]所述IWO靶材的密度为6.5g/cm3～7.18g/cm3。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述IWO靶材还包括第一掺杂元素和第二掺杂元素中的至少一种；所述第一掺杂元素为硅和钛中的至少一种。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二掺杂元素M为钼、锆和铪中的至少一种；钨与所述第二掺杂元素M的总含量以(W+M)/(In+W+M)的原子数计为0.003～0.05。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，当所述IWO靶材中含有硅元素时，所述硅元素与所述IWO靶材的总质量比为200ppm～1500ppm。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，当所述IWO靶材中含有硅元素时，所述硅元素与所述IWO靶材的总质量比为1000ppm～1500ppm。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，当所述IWO靶材中含有钛元素时，所述钛元素与所述IWO靶材的总质量比为0.1％～0.6％。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，当IWO靶材中含有钛元素时，所述钛元素与所述IWO
靶材的总质量比为0.3％～0.6％。
[0017]本专利技术的第二方面提供了上述IWO靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0018]S1、将氧化铟和氧化钨的混合物和所述掺杂元素的氧化物，混合后压制成块状体；
[0019]S2、将所述块状体冷等静压处理后烧结，即得所述IWO靶材；
[0020]其中，其中，所述氧化铟和氧化钨的混合物，制备方法包括化学共沉淀法。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述化学共沉淀法，包括以下步骤：
[0022]将铟原料液和钨原料液混合，添加pH调节剂，调节pH至7.7～8.6反应，反应完成后，固液分离，收集固相，将所述固相干燥，煅烧，得氧化铟钨粉体。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述铟原料液包括硫酸铟、硝酸铟和氯化铟中的至少一种。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述钨原料液包括钨酸铵、钨酸钠和钨酸钾中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述铟原料液中铟的摩尔浓度为0.05mol/L～0.3mol/L。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述钨原料液中钨的摩尔浓度为0.006mol/L～0.04mol/L。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述pH调节剂为无机碱或碳酸盐。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯和一水合氨中的至少一种。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铯中的至少一种。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述反应的温度为20℃～45℃。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述煅烧的温度为200℃～900℃。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述冷等静压处理的工艺参数如下：
[0033]气氛为氧气；压力为0.1MPa～0.3MPa。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，所述烧结的温度为1450℃～1550℃。
[0035]采用了掺杂微量硅和钛元素，同时搭配压力烧结，明显提升了靶材的密度，且有效的减少了结瘤和异常放电，提升了生产效率。
[0036]本专利技术的第三方面提供了上述的IWO靶材在制备太阳能电池中的应用。
[0037]本专利技术至少具备如下有益效果：
[0038]本专利技术的IWO靶材，导电性好且透光率高；同时还解决镀膜过程中产生中毒结瘤问题而异常放电而造成生产效率低的问题；将本专利技术的靶材应用于太阳能电池中，提升了太阳能电池转化效率。
具体实施方式
[0039]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0040]本专利技术实施方式中氧化铟钨粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0041]将浓度为0.176mol/L的氯化铟溶液和浓度为0.024mol/L的钨酸钠溶液等体积混合，通过滴加氢氧化钠溶液将pH值调整至8.4反应，反应的温度控制在30℃左右，反应过程同时将反应液经过球磨循环，反应完成后，固液分离；收集固相，洗涤后冷冻干燥；在在900℃下进行煅烧1h，得氧化铟钨粉体。
[0042]实施例1
[0043]本实施例为一种IWO靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0044]将氧化铟钨粉体与总重量含量为200ppm(以Si计算)的二氧化硅混合后压制成密度为3.59g/cm3的胚体，在1480℃下烧结5h；得到密度为4.43g/cm3的靶材。
[0045]实施例2
[0046]本实施例为一种IWO靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0047]将氧化铟钨粉体与总重量含量为200ppm(以Si计算)的二氧化硅混合后压制成密度为3.59g/cm3的胚体，在氧气氛围下(氧气压力为0.05MPa)在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IWO靶材，其特征在于：包含氧化铟和氧化钨；所述氧化钨的含量以W/(In+W)的原子数比计为0.1～0.15；所述IWO靶材的密度为6.5g/cm3～7.18g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种IWO靶材，其特征在于：还包括第一掺杂元素和第二掺杂元素M中的至少一种；所述第一掺杂元素为硅和钛中的至少一种；优选地，所述第二掺杂元素M为钼、锆和铪中的至少一种；钨与第二掺杂元素M的总含量以(W+M)/(In+W+M)的原子数计为0.003～0.05。3.根据权利要求2所述的一种IWO靶材，其特征在于：当所述IWO靶材中含有硅元素时，所述硅元素与所述IWO靶材的总质量比为200ppm～1500ppm；优选地，所述硅元素与所述IWO靶材的总质量比为1000ppm～1500ppm。4.根据权利要求1所述的一种IWO靶材，其特征在于：当所述IWO靶材中含有钛元素时，所述钛元素与所述IWO靶材的总质量比为0.1％～0.6％；优选地，所述钛元素与所述IWO靶材的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永成，陈明飞，郭梓旋，徐胜利，江长久，陈明高，莫国仁，王志杰，李跃辉，
申请(专利权)人：长沙壹纳光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：