一种复合透明导电薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合透明导电薄膜及其制备方法，制备方法包括以下步骤：S1、衬底前处理：对衬底表面进行清洗以保证衬底表面干净无杂质并进行烘干；S2、第一氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在衬底上沉积第一氧化物层；S3、金属层制备：使用直流磁控溅射法在第一氧化物层上沉积金属层；S4、第二氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在金属层上沉积第二氧化物层。本发明专利技术的复合透明导电薄膜及其制备方法具有制备工艺简单、光电性能优异、成本低廉和应用广泛的特点。泛的特点。泛的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合透明导电薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电薄膜
，具体是指一种复合透明导电薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]透明导电薄膜是一种具有可见光透射率高、导电性能好的光电器件材料，广泛应用于触摸屏、显示器、发光二极管、太阳电池等光电器件领域。目前市场上主要的透明导电薄膜为铟锡氧化物(ITO)薄膜。但ITO薄膜存在价格昂贵、含有贵金属元素铟、制备过程需要高温、不兼容柔性衬底等特点。开发高性能新型透明导电薄膜取代ITO对于光电器件的发展具有十分重大的意义。氧化物/金属/氧化物三明治结构复合透明导电薄膜有可能实现高透射率和低电阻率。如何采用简易的制备工艺获得高性能的氧化物/金属/氧化物结构复合透明导电薄膜是需要解决的一大难题。。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种复合透明导电薄膜及其制备方法，具有制备工艺简单、光电性能优异、成本低廉和应用广泛的特点。
[0004]本专利技术可以通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种复合透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、衬底前处理：对衬底表面进行清洗以保证衬底表面干净无杂质并进行烘干；S2、第一氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在衬底上沉积第一氧化物层；S3、金属层制备：使用直流磁控溅射法在第一氧化物层上沉积金属层；S4、第二氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在金属层上沉积第二氧化物层。
[0005]进一步地，步骤S2和步骤S4中, 射频磁控溅射的条件为：溅射功率为50~300 W、工作气体为纯度99.999%以上的氩气、工作氩气流量为10~50 sccm。
[0006]进一步地，步骤S3中，直流磁控溅射的条件为：溅射功率为40~100 W、工作气体为纯度99.999%以上的氩气和氧气、氩气与氧气的流量比为1:1~100:1。
[0007]进一步地，第一金属氧化物层为镓铝共掺杂氧化锌；第一金属氧化物层厚度为5~50 nm。
[0008]进一步地，金属层为银薄膜；银薄膜厚度为5~15 nm。
[0009]进一步地，第二金属氧化物层为GAZO；第二金属氧化物层厚度为5~50 nm。
[0010]进一步地，衬底为玻璃、塑料、陶瓷或硅片。
[0011]本专利技术的另外一个方面在于保护上述复合透明导电薄膜的制备方法制备得到的复合透明导电薄膜。
[0012]本专利技术一种复合透明导电薄膜及其制备方法，具有如下的有益效果：第一、制备工艺简单，本专利技术采用GAZO为氧化物层，具有透射率高，性能稳定，厚度仅为5~50 nm，其制作工艺较为简单便捷；第二、光电性能优异，本专利技术采用GAZO/Ag/GAZO结构制备复合透明导电薄膜，具有
高透射率和低电阻率的特性；第三、成本低廉，在制作方法上本专利技术采用多源磁控溅射系统制备透明导电薄膜，操作流程简易，可重复性好，有效节省制作成本；第四、应用广泛，本专利技术制备出的GAZO/Ag/GAZO透明导电薄膜可用于光电器件，例如：有机太阳电池和发光二极管等光电器件领域。
附图说明
[0013]附图1为本专利技术实施例8复合透明导电薄膜的结构示意图；附图2为本专利技术实施例1~4复合透明导电薄膜透射率光谱；附图3为本专利技术实施例5~7复合透明导电薄膜透射率光谱；附图中的标记包括：100、衬底；200、第一氧化物层；300、金属层； 400、第二氧化物层。。
具体实施方式
[0014]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术产品作进一步详细的说明。
[0015]本专利技术公开了一种复合透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、衬底前处理：对衬底表面进行清洗以保证衬底表面干净无杂质并进行烘干；S2、第一氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在衬底上沉积第一氧化物层；S3、金属层制备：使用直流磁控溅射法在第一氧化物层上沉积金属层；S4、第二氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在金属层上沉积第二氧化物层。
[0016]进一步地，步骤S2和步骤S4中, 射频磁控溅射的条件为：溅射功率为50~300 W、工作气体为纯度99.999%以上的氩气、工作氩气流量为10~50 sccm。
[0017]进一步地，步骤S3中，直流磁控溅射的条件为：溅射功率为40~100 W、工作气体为纯度99.999%以上的氩气和氧气、氩气与氧气的流量比为1:1~100:1。
[0018]进一步地，第一金属氧化物层为镓铝共掺杂氧化锌；第一金属氧化物层厚度为5~50 nm。
[0019]进一步地，金属层为银薄膜；银薄膜厚度为5~15 nm。
[0020]进一步地，第二金属氧化物层为GAZO；第二金属氧化物层厚度为5~50 nm。
[0021]进一步地，衬底为玻璃、塑料、陶瓷或硅片。
[0022]本专利技术的另外一个方面在于保护上述复合透明导电薄膜的制备方法制备得到的复合透明导电薄膜。
[0023]实施例1(1) 清洗衬底：将2 cm
×
2 cm钠钙玻璃衬底置于洗片架放入烧杯中，分别在烧杯中加入丙酮、洗涤剂、去离子水、无水乙醇一次超声清洗15 min；(2) 烘干衬底：将清洗过的玻璃衬底放入真空烘箱中，在70~80 ℃下烘干。
[0024](3) 室温下采用多源磁控溅射设备沉积GAZO薄膜，靶材为GAZO(Ga2O3:Al2O3:ZnO=1:2:97 wt%),设置射频溅射功率为200 W，氩气流量为20 sccm,沉积厚度为40 nm；(4) 室温下采用多源磁控溅射设备沉积Ag薄膜，靶材为Ag，纯度99.99 %，设置直
流溅射功率为50 W，氩气流量为15 sccm，氧气流量为0.5 sccm，沉积厚度为12 nm；(5) 重复步骤(3)得到GAZO/Ag/GAZO复合透明导电薄膜。
[0025]实施例2(1) 清洗衬底：将2 cm
×
2 cm钠钙玻璃衬底置于洗片架放入烧杯中，分别在烧杯中加入丙酮、洗涤剂、去离子水、无水乙醇一次超声清洗15 min；(2) 烘干衬底：将清洗过的玻璃衬底放入真空烘箱中，在70~80 ℃下烘干。
[0026](3) 室温下采用多源磁控溅射设备沉积GAZO薄膜，靶材为GAZO(Ga2O3:Al2O3:ZnO=1:2:97 wt%),设置射频溅射功率为200 W，氩气流量为20 sccm,沉积厚度为40 nm；(4) 室温下采用多源磁控溅射设备沉积Ag薄膜，靶材为Ag，纯度99.99 %，设置直流溅射功率为50 W，氩气流量为15 sccm，氧气流量为1.0 sccm，沉积厚度为12 nm；(5) 重复步骤(3)得到GAZO/Ag/GAZO复合透明导电薄膜。
[0027]实施例3(1) 清洗衬底：将2 cm
×
2 cm钠钙玻璃衬底置于洗片架放入烧杯中，分别在烧杯中加入丙酮、洗涤剂、去离子水、无水乙醇一次超声清洗15 min；(2) 烘干衬底：将清洗过的玻璃衬底放入真空烘箱中，在70~80 ℃下烘干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合透明导电薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：S1、衬底前处理：对衬底表面进行清洗以保证衬底表面干净无杂质并进行烘干；S2、第一氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在衬底上沉积第一氧化物层；S3、金属层制备：使用直流磁控溅射法在第一氧化物层上沉积金属层；S4、第二氧化物层制备：使用射频磁控溅射法在金属层上沉积第二氧化物层。2.根据权利要求1所述的复合透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2和步骤S4中，射频磁控溅射的条件为：溅射功率为50~300 W、工作气体为纯度99.999%以上的氩气、工作氩气流量为10~50 sccm。3.根据权利要求2所述的复合透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中，直流磁控溅射的条件为：溅射功率为40~100 W、工作气体为纯度99.9...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖珺晨，陈冬，罗国平，朱伟玲，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：