[發(fā)明專利]一種FTO薄膜表面選擇性一步制備波紋結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611196802.X
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106624348B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李保家;黃立靜;任乃飛;宋娟
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種FTO薄膜表面選擇性一步制備波紋結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟：步驟1、FTO薄膜的預(yù)處理：取大小為2.0cm×2.0cm FTO薄膜，依次用去離子水、丙酮和乙醇浸泡樣品在超聲機(jī)中清洗20分鐘，再用高純氮?dú)獯蹈桑詈蠛娓桑瑐溆茫徊襟E2、銅網(wǎng)輔助激光輻照FTO薄膜：將銅網(wǎng)放置于FTO薄膜正上方，再采用激光對銅網(wǎng)表面進(jìn)行輻照處理，在FTO薄膜上得到波紋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)過程中銅網(wǎng)的引入，可有效在薄膜表面獲得結(jié)構(gòu)規(guī)則的波紋結(jié)構(gòu)，而無需另外鍍制銅層來制備波紋結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光微納加工技術(shù)及半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，特指采用一種銅網(wǎng)輔助激光在摻氟二氧化錫(FTO)薄膜表面制備波紋結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

FTO薄膜作為透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜中的一種，因其具有良好的導(dǎo)電性，以及可見光區(qū)內(nèi)有較高的透光性等特點(diǎn)，作為窗口層材料被廣泛應(yīng)用于薄膜太陽能電池、液晶顯示器和光電轉(zhuǎn)換器等光電器件領(lǐng)域。然而隨著光電器件的研究和應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)制備的FTO薄膜的光學(xué)和電學(xué)性能已不能完全滿足其快速發(fā)展的需要。

有研究表明，當(dāng)透明導(dǎo)電薄膜表面具有如光柵結(jié)構(gòu)、金字塔結(jié)構(gòu)和蜂窩結(jié)構(gòu)等周期性微納結(jié)構(gòu)時，由于這些結(jié)構(gòu)具有突出的多元化結(jié)構(gòu)可以減少光反射的表面，可有效提高薄膜的透光率。目前用于制備薄膜表面微納結(jié)構(gòu)的方法主要有：電子束刻蝕法、等離子體刻蝕法、電化學(xué)沉積法和納米壓印技術(shù)等。但這些方法制備工藝復(fù)雜、周期長、有的還需要使用有毒有害的化學(xué)試劑，往往帶來制備效率低、污染壞境等一系列問題。前期發(fā)明人采用激光在金屬/TCO薄膜表面成功誘導(dǎo)出規(guī)則的光柵結(jié)構(gòu)，并有效提高了薄膜的透光率(專利號：ZL201410231952.4)。但這種方法需要對TCO薄膜表面進(jìn)行金屬層的復(fù)合，而金屬膜的制備需要采用昂貴的專用鍍膜設(shè)備才能完成，這對制備工藝的順利進(jìn)行具有一定的制約作用。因此，當(dāng)前要找到一個操作簡單，高效、低成本和可控性好的方法在透明導(dǎo)電薄膜表面制備周期性的微納結(jié)構(gòu)是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服以往技術(shù)上的不足，提供一種利用銅網(wǎng)輔助激光在FTO薄膜表面制備微納結(jié)構(gòu)的方法，無需對薄膜進(jìn)行預(yù)先鍍膜處理，通過銅網(wǎng)輔助作用，再采用激光輻照法來實(shí)現(xiàn)FTO薄膜表面波紋結(jié)構(gòu)的形成。

本發(fā)明提出的銅網(wǎng)輔助激光輻照法的技術(shù)方案如下：

一種FTO薄膜表面選擇性一步制備波紋結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟：

步驟1、FTO薄膜的預(yù)處理：取大小為2.0cm×2.0cm FTO薄膜，依次用去離子水、丙酮和乙醇浸泡樣品在超聲機(jī)中清洗20分鐘，再用高純氮?dú)獯蹈桑詈蠛娓桑瑐溆茫?/p>

步驟2、銅網(wǎng)輔助激光輻照FTO薄膜：將銅網(wǎng)放置于FTO薄膜正上方，再采用激光對銅網(wǎng)表面進(jìn)行輻照處理，在FTO薄膜上得到波紋結(jié)構(gòu)。

步驟1中，所述銅網(wǎng)為沖壓式圓孔銅網(wǎng)，圓孔直徑為80μm。

步驟2中，所述銅網(wǎng)輔助激光輻照FTO薄膜的步驟如下：

步驟A、將銅網(wǎng)放置在FTO薄膜正上方，調(diào)整銅網(wǎng)位置，控制銅網(wǎng)與FTO薄膜表面距離為0～1mm，使銅網(wǎng)表面位于激光器發(fā)出的激光束的焦點(diǎn)后，對銅網(wǎng)表面進(jìn)行激光輻照處理；

步驟B、使用超短脈沖激光器作為輸出激光的儀器，調(diào)整超短脈沖激光器的輸出，控制激光能量密度為1.5～2.0J/cm²，掃描速度為5～10mm/s；

步驟C、根據(jù)選用的激光能量確定激光束的掃描線寬，以此來設(shè)定激光束的掃描路徑，具體為：激光束作單向逐線掃描，通過設(shè)定線間距來控制相鄰兩線相互交疊，掃描線重疊率控制在60～80％；

步驟D、根據(jù)設(shè)定的激光束掃描路徑控制激光束運(yùn)動，使激光束垂直于銅網(wǎng)表面進(jìn)行掃描。

步驟A中，所述銅網(wǎng)與FTO薄膜表面距離為0～1mm。