[發(fā)明專利]一種二氧化鈦透明導電玻璃及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210256025.2
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114694895A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘鋒;梁軍
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

本申請公開了一種二氧化鈦透明導電玻璃及其制備方法和應(yīng)用。本申請的二氧化鈦透明導電玻璃制備方法包括，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0.1～500nm/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(jié)晶，得到銳鈦礦相(004)取向的二氧化鈦薄膜，即形成二氧化鈦透明導電玻璃。本申請的二氧化鈦透明導電玻璃制備方法，通過預先制備銳鈦礦相微晶層，能夠快速、高效的濺射二氧化鈦薄膜，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。并且，本申請的制備方法可以調(diào)控銳鈦礦相(004)擇優(yōu)取向程度，以滿足不同的使用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及透明導電玻璃技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二氧化鈦透明導電玻璃及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

透明導電氧化物(TCO)玻璃基板是一種重要的光電材料?，F(xiàn)有生產(chǎn)應(yīng)用中的TCO薄膜，主要包括ITO、FTO等。其中，ITO薄膜使用大量的稀有金屬銦，致使銦價格不斷升高，且ITO薄膜在高溫和等離子條件下不穩(wěn)定。而FTO薄膜在紫外-可見光譜范圍的透過率低，且與ITO相比導電性較差。

為了進一步降低成本，避免使用稀有金屬銦，且不降低導電薄膜的性能，使TCO在生產(chǎn)中更具競爭優(yōu)勢，則需要把透明導電薄膜的材料作為關(guān)鍵問題來解決。

二氧化鈦基薄膜以其優(yōu)異的光電性能及價廉且資源豐富，吸引了人們的廣泛關(guān)注。但是在磁控濺射中，無定型基底生長的二氧化鈦基薄膜往往表現(xiàn)出(101)取向生長，(101)取向的二氧化鈦導電膜的載流子遷移率很低，極大地限制了薄膜導電性能的提高。而(004)擇優(yōu)生長的薄膜則具有更高的載流子遷移率，是(101)取向的3-6倍，從而可以優(yōu)異地提高導電性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，生長(004)取向二氧化鈦基導電薄膜的方法，主要包括以外延基底進行外延生長和以Ca₂Nb₃O₁₀納米片修飾基底后進行外延生長。其中，以外延基底進行外延生長這一方法，因制備面積有限和成本昂貴，只能限于實驗室使用。而以Ca₂Nb₃O₁₀納米片修飾基底這一方法，則增加了制備的復雜程度，且Ca₂Nb₃O₁₀納米片往往采用提拉法來實現(xiàn)，這就增加了基底修飾難度。

專利201710641611.8中公開了一種以1-60度的傾斜角在無定形襯底表面進行濺射，然后退火使薄膜結(jié)晶，得到銳鈦礦相(004)取向的二氧化鈦薄膜的透明導電玻璃制備方法。該專利方法能夠取向可控的大面積生產(chǎn)(004)取向二氧化鈦基導電薄膜。但是，在生產(chǎn)實踐中，該專利方法仍然存在生產(chǎn)周期較長的不足。因此，如何快速、高效的制備銳鈦礦相(004)取向的二氧化鈦薄膜，仍然是透明導電玻璃技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種改進的透明導電玻璃的制備方法，該方法制備的透明導電玻璃及其應(yīng)用。

本申請采用了以下技術(shù)方案：

本申請的一方面公開了一種二氧化鈦透明導電玻璃的制備方法，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(jié)晶，得到銳鈦礦相(004)取向的二氧化鈦薄膜，即形成二氧化鈦透明導電玻璃。