[發明專利]一種二氧化鈦透明導電玻璃及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210256025.2
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114694895A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 潘鋒;梁軍
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B5/14;C03C17/245
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

1.一種二氧化鈦透明導電玻璃的制備方法，其特征在于：包括先在無定形襯底上制備銳鈦礦相微晶層，然后在銳鈦礦相微晶層上以沉積速率為20～500nm/min的速度高速磁控濺射二氧化鈦薄膜，最后進行退火處理使薄膜結晶，得到銳鈦礦相(004)取向的二氧化鈦薄膜，即形成所述二氧化鈦透明導電玻璃。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述銳鈦礦相微晶層由二氧化鈦微晶單層堆積或多層堆積而成，所述二氧化鈦微晶的尺度為是1-20nm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述銳鈦礦相微晶層采用磁控濺射以0.5～10nm/min的沉積速率在5分鐘內濺射而成；

優選的，磁控濺射制備銳鈦礦相微晶層時，以40-90度的角度進行濺射；

優選的，磁控濺射制備所述二氧化鈦薄膜時，以40-90度的角度進行濺射。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述二氧化鈦薄膜的厚度為50-1000nm。

5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于：所述銳鈦礦相微晶層和/或所述二氧化鈦薄膜中含有金屬元素摻雜；

優選的，所述金屬元素摻雜為鈮和/或鉭；

優選的，所述鈮的摻雜量為銳鈦礦相微晶層和/或二氧化鈦薄膜總重量的0.1-20％，所述鉭的摻雜量為銳鈦礦相微晶層和/或二氧化鈦薄膜總重量的0.1-20％；

優選的，所述鈮的摻雜量為銳鈦礦相微晶層和/或二氧化鈦薄膜總重量的1.5-7％，所述鉭的摻雜量為銳鈦礦相微晶層和/或二氧化鈦薄膜總重量的1.5-7％。

6.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于：所述退火處理的條件為，在真空或惰性氣氛或還原氣氛中，250-650℃保溫0.1-10h；

優選的，退火處理條件為，在真空或惰性氣氛或還原氣氛中，350-400℃保溫0.5-1h；

優選的，在退火處理之前，還包括對薄膜進行氯化物溶液浸泡處理、薄膜表面沉積金屬或半導體或高分子聚合物處理、紫外臭氧輻照處理、紅外線輻照處理中的至少一種。

7.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于：所述無定形襯底為玻璃、石英、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯中的至少一種。

8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法制備的二氧化鈦透明導電玻璃。

9.根據權利要求8所述的二氧化鈦透明導電玻璃在復合電極中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于：包括將所述二氧化鈦透明導電玻璃，與氧化銦錫、氧化鋅鋁和氟摻雜氧化錫中的至少一種組合成復合電極，用于染料敏化太陽能電池。