[發(fā)明專利]一種疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜、其制法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310005521.1
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103909692B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯洋;陳頡
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B33/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 彭飛,林柏楠

1.一種疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，其包括一層透明導(dǎo)電氧化物基底層、以及從基底層上生長的一層單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層。

2.權(quán)利要求1所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)排布成緊密的陣列。

3.權(quán)利要求1所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物基底層為單層或多層堆疊的結(jié)構(gòu)；所述透明導(dǎo)電氧化物基底層由透明導(dǎo)電氧化物材料制成，優(yōu)選地，所述材料選自錫摻雜氧化銦（ITO），鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅，氧化鋅（ZnO）和氟摻雜的氧化錫（FTO）；更優(yōu)選地，所述材料為氧化鋅（ZnO）或鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅。

4.權(quán)利要求1所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層由至少一種透明導(dǎo)電氧化物材料制成，優(yōu)選地，所述材料選自錫摻雜氧化銦（ITO）、鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅、氧化鋅（ZnO）、氟摻雜的氧化錫（FTO）、二氧化鈦（TiO₂）、氧化錫（SnO₂）、氧化銦（In₂O₃）和二氧化鋯（ZrO₂），所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層的材料與透明導(dǎo)電氧化物基底層的材料可以相同或不同；更優(yōu)選地，所述材料為氧化鋅（ZnO）或鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅。

5.權(quán)利要求1至4之一所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述透明導(dǎo)電氧化物基底層的厚度為10nm至2000nm，優(yōu)選60nm至1000nm，更優(yōu)選120nm至700nm。

6.權(quán)利要求1至5之一所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層的厚度為10nm至2000nm，優(yōu)選30nm至1000nm，更優(yōu)選50nm至500nm。每一根納米結(jié)構(gòu)的平均直徑可以為20nm至200nm。

7.權(quán)利要求1至6之一所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層的生長方向與基底層的法線之間的角度范圍為0°至10°。

8.權(quán)利要求1至7之一所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其特征在于，在所述單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層之上還存在一層頂層，所述頂層的材料優(yōu)選為透明導(dǎo)電氧化物、石墨烯、摻雜石墨烯、金屬納米線。

9.權(quán)利要求8所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，所述頂層為單層或多層堆疊的結(jié)構(gòu)，其材料可以與基底層、單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列層相同或不同，當(dāng)頂層為透明導(dǎo)電氧化物時，其為多晶或無定形材料，優(yōu)選地，所述材料選自錫摻雜氧化銦（ITO）、鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅、氧化鋅（ZnO）、氟摻雜的氧化錫（FTO）、二氧化鈦（TiO₂）、氧化錫（SnO₂）、氧化銦（In₂O₃）、二氧化鋯（ZrO₂）；更優(yōu)選地，所述材料為氧化鋅（ZnO）或鋁、鎵、銦和/或硼摻雜的氧化鋅。

10.權(quán)利要求8或9所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜，其頂層的厚度為10nm至1000nm，優(yōu)選30nm至500nm，更優(yōu)選50nm至200nm。

11.一種制備疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1）準(zhǔn)備以透明導(dǎo)電氧化物材料構(gòu)成的基底層，

2）在基底層上生長單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列，

3）任選地，在單晶氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列之上添加一層由透明導(dǎo)電氧化物材料、石墨烯或納米金屬線構(gòu)成的頂層。

12.權(quán)利要求1至10之一所述的疊層透明導(dǎo)電氧化物薄膜的用途，其特征在于，其可用于太陽能電池、半導(dǎo)體行業(yè)和建筑行業(yè)。