[發明專利]ZnO透明導電薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201610040004.1
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105603400A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 李楠;李旦;水玲玲;金名亮;周國富
• 申請（專利權）人: 深圳市國華光電科技有限公司;深圳市國華光電研究院
• 主分類號: C23C20/08
• 分類號: C23C20/08
• 代理公司: 深圳市壹品專利代理事務所(普通合伙) 44356
• 代理人: 鄧榮;徐文軍

技術領域

本發明涉及透明導電薄膜的技術領域，尤其涉及ZnO透明導電薄膜的制備 方法。

背景技術

ZnO是一種具有寬帶隙(室溫下3.3eV)的直接帶隙Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體， ZnO的激子結合能為60meV，且具有六方纖鋅礦結構。ZnO薄膜具有良好的光 透過性、壓電性、光電性、氣敏性以及壓敏性，且易于與多種半導體材料實現 集成化。基于這些優異的性能，ZnO在許多的領域有著廣泛的實際應用，如透 明電極、紫外發光器件、晶體管、化學傳感器、氣敏傳感器以及太陽能電池等。 與此同時，采用不同的摻雜劑，改變摻雜劑的摻雜水平，可以有效的改變ZnO 的電學，光學性能，以滿足ZnO基材料在不同領域不同實際應用場景的需求。

透明導電薄膜是一類具有在可見光高透過率以及高電導率的材料，在平板 顯示、太陽能電池以及晶體管等領域有著廣泛的應用。目前廣泛使用的透明導 電薄膜是ITO，但因ITO的制備對設備與環境要求高，并且，其制備成本高， 限制了ITO大規模的使用，同時，金屬銦屬于稀有金屬，其儲量有限且對環境 不友好，尋找ITO的替代品是透明導電薄膜的重要研究方向。

相比于ITO，ZnO在透明導電薄膜領域的應用有著廣闊的應用前景，因為 ZnO不僅具有優異的光電學性能，其合成方法簡單多樣以及環境友好，而且， 通過改變摻雜劑及摻雜水平，則可以改變ZnO透明導電薄膜的光電學性能，滿 足不同的應用領域的要求，是重要的潛在替代者。

發明內容

本發明的目的在于提供ZnO透明導電薄膜的制備方法，旨在解決現有技術 中的透明導電薄膜是ITO，存在制備成本高、使用受限制、對環境不友好的問 題。

本發明是這樣實現的，1、ZnO透明導電薄膜的制備方法，包括以下制備 步驟：

a)、以Zn(Ac)₂·2H₂O，Al(NO₃)₃·9H2O，FeCl₃·6H₂O為原材料，乙二醇甲

醚為溶劑，乙醇胺為穩定劑，配置溶膠；

b)、對玻璃基底進行清洗；

c)、將步驟a)中得到的溶膠采用旋涂法在步驟b)清洗后的玻璃基底上 旋涂成膜；將涂膠后的玻璃基底放置在150℃～250℃的烘箱中熱處理9min～11 min，取出后，自然冷卻到室溫，再重復多次旋涂溶膠成膜；

d)、將步驟c)制得的薄膜在大氣環境中進行熱處理，得到ZnO透明導 電薄膜。

與現有技術相比，本發明提供的ZnO透明導電薄膜的制備方法，采用溶膠 凝膠法合成ZnO透明導電薄膜，具有操作簡單、經濟便捷以及容易實現大規模 化生產等優點，有望在各種基底上大面積生長具有優異光電學性能的ZnO透明 導電薄膜，并且，得到的ZnO透明導電薄膜均勻，對于ZnO透明導電薄膜組 成的調控也較簡單及實用。

附圖說明

圖1是本發明實施例一制備的ZnO透明導電薄膜的可見光波段透過率圖 譜；

圖2是本發明實施例一制備的ZnO透明導電薄膜的XRD衍射圖譜；

圖3是本發明實施例二制備的ZnO透明導電薄膜的可見光波段透過率圖 譜。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實 施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細的描述。

參照圖1～3所示，為本發明提供的較佳實施例。

實施例一

本實施例提供的ZnO透明導電薄膜的制備方法，包括以下制備步驟：

a)、以Zn(Ac)₂·2H₂O，Al(NO₃)₃·9H2O，FeCl₃·6H₂O為原材料，乙二醇甲 醚為溶劑，乙醇胺為穩定劑，按一定的比例配置成溶膠；

b)、對玻璃基底進行清洗；