[發明專利]一種錫酸鍶基柔性透明導電電極及其制備方法

有效

• 申請號: 201610365591.1
• 申請日: 2016-05-29
• 公開（公告）號: CN106024110B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 吳木營;楊雷;何林;凌東雄
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;C23C14/08;C23C14/20;C23C14/35
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 羅曉林

技術領域

本發明涉及光電技術領域，具體為一種可以用于柔性液晶顯示器、柔性太陽能電池、有機和無機半導體激光器等光電子器件的錫酸鍶基柔性透明導電電極及其制備方法。

背景技術

透明導電氧化物(TCO)薄膜由于具有高的可見光透射率和低的電阻率，在抗靜電涂層、觸摸顯示屏、太陽能電池、平板顯示、發熱器、防結冰裝置、光學涂層以及透明光電子等方面具有廣闊的發展前景，其中的代表性TCO薄膜是In₂O₃:Sn(ITO)薄膜，其具有良好的光電性能。然而目前的透明導電薄膜的載流子濃度已經接近上限，因此通過進一步提高載流子濃度來降低電阻率已經很困難，并且很高的載流子濃度會嚴重影響到透明導電薄膜的光學性能。此外，但是銦有毒，價格昂貴，穩定性差，在氫等離子體氣氛中容易被還原等問題，人們力圖尋找一種價格低廉且性能優異的ITO 替換材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種錫酸鍶基柔性透明導電電極及其制備方法，具有光學透過率高、導電性能優良、穩定性高和應用前景廣闊的特點。

本發明可以通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種錫酸鍶基柔性透明導電電極，所述錫酸鍶基柔性透明導電電極沉積在柔性透明基材襯底上，所述錫酸鍶基柔性透明導電電極為SrSnO₃/Ag/SrSnO₃復合層狀結構，由兩層SrSnO₃薄膜層夾著Ag層組成。SrSnO₃是典型鈣鈦礦結構材料，其具有較寬光學帶隙，在可見光光區具有極高的光學透過率（>95%）。SrSnO₃中所含的元素存量大，價格便宜。但是其電阻率較大，遠達不到應用指標。金屬具有極低的電阻率，但是不具備光學透過性。如果SrSnO₃薄膜與金屬結合起來則可以制備出光學透過率高且導電性好的復合透明導電薄膜。選擇Ag作為中間層，既充分發揮Ag導電性能優良的優勢，又避免了選擇Au帶來的昂貴成本，在穩定性上又避免了Cu極易氧化對品質帶來的缺陷。選擇柔性透明基材襯底，與在硬質襯底上淀積的TCO薄膜相比，在柔性基片上制備的透明導電氧化物薄膜不但保留了玻璃基片透明導電膜的光電特性，而且具有許多獨特的優點，如質量輕、可折疊、不易破碎、易于大面積生產、便于運輸等。這種薄膜可廣泛應用于制造柔性發光器件、塑料液晶顯示器和柔性襯底非晶硅太陽能電池，還可作為透明隔熱保溫材料用于塑料大棚、汽車玻璃和民用建筑玻璃貼膜，柔性村底透明導電膜可望成為硬質襯底材料的更新換代產品，有更廣泛的應用。

進一步地，所述SrSnO₃薄膜層的厚度為10nm ～ 100nm。SrSnO₃薄膜層不宜過薄或過厚，過薄會造成電阻過低不滿足導電性能優良的要求，過厚的話會造成可見光透光率顯著降低。

進一步地，所述Ag層的厚度為3nm ～ 20nm。Ag不宜過薄或過厚，過薄會造成電阻過低不滿足導電性能優良的要求，過厚的話會造成可見光透光率顯著降低。

進一步地，所述SrSnO₃薄膜層的厚度為30nm ～ 50nm。

進一步地，所述Ag層的厚度為8nm ～ 11nm。

進一步地，所述SrSnO₃薄膜層和所述Ag層是通過磁控濺射方式沉積在柔性透明基材襯底上，工藝成熟，可以滿足規?；a的工業要求。

進一步地，所述柔性透明基材襯底為PC、PET或PEN。材料來源廣泛，可以根據實際需要靈活選擇。

一種錫酸鍶基柔性透明導電電極的制備方法，包括以下步驟：

SrSnO₃薄膜層沉積：以SrSnO₃和Ag作為靶材裝入磁控濺射腔體內，以柔性透明基材襯底為襯底，控制靶材與襯底的距離為80mm ～ 120mm，將磁控濺射系統的本底真空度抽至1.0×10^-3Pa以下，使用高純氬氣作為濺射氣體濺射SrSnO₃靶材，濺射功率為20～100W，進行沉積得到SrSnO₃薄膜層；

Ag層沉積：SrSnO₃薄膜層沉積完成后，用氬氣混合氣作為濺射氣體濺射Ag靶材，開始濺射Ag層，濺射功率20～40W，在SrSnO₃薄膜層沉積得到Ag層；