[发明专利]一种透明导电薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电材料领域，尤其涉及一种透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题，可广泛应用于太阳能电池，LED，TFT，LCD及触摸屏等屏幕显示领域。随着器件性能要求的提高，用于作为器件阳极的透明导电膜的性能也在要求提高。除了保持高的可见透过率，低的电阻率，还要求有较高的表面功函数，使其与其他功能层的能级相匹配，降低势垒，提高载流子注入效率，最终达到高的电光效率。

目前商业化的各种透明导电薄膜，如，掺铟的氧化物锡（ITO）、掺铝的氧化锌（AZO）、掺锑的氧化锡（ATO）以及超薄金属薄膜等，其光透过率、导电性以及表面功函数都较低。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种透明导电薄膜，该薄膜起导电阳极作用。

本发明的技术方案如下：

一种透明导电薄膜，包括作为缓冲和匹配作用的SnO₂层，作为导电作用的Cu层，以及作为高功函作用的ReO₃层；且SnO₂层、Cu层和ReO₃层形成SnO₂-Cu-ReO₃三文治结构；SnO₂层、Cu层和ReO₃层的厚度分别为30~100nm、5~50nm和0.5~5nm。

所述透明导电薄膜中，优选，所述SnO₂层、Cu层和ReO₃层的厚度分别为80nm、25nm和2nm。

本发明还提供上述透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、把衬底（如，石英片，单晶硅片或蓝宝石）、SnO₂、Cu和ReO₃分别放入蒸镀设备真空腔的四个钼舟中，并对真空腔抽真空；

S2、制备透明导电薄膜：首先，控制蒸发速度为1~50nm/min，在衬底表面制备厚度为30～100nm且起缓冲和匹配作用的SnO₂层；接着，控制蒸发速度为0.5~20nm/min，在SnO₂层表面制备厚度为5~50nm且起导电作用的Cu层；最后，控制蒸发速度为0.1~10nm/min，在Cu层表面制备厚度为0.5~5nm且起高功函作用的ReO₃层；待蒸镀过程结束后，制得SnO₂-Cu-ReO₃三文治结构的透明导电薄膜。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S1中，对真空腔抽真空是采用机械泵和分子泵进行的，且真空腔的真空度抽至1.0×10^-3Pa~1.0×10^-6Pa；优选真空度抽至2.0×10^-4Pa。

所述透明导电薄膜的制备方法，步骤S2中，在制备SnO₂层时，蒸发速率为10nm/min；在制备Cu层时，蒸发速率为3nm/min；在制备ReO₃层时，蒸发速率为0.3nm/min。

本发明提供的透明导电薄膜，为SnO₂-Cu-ReO₃三文治结构的三层阳极薄膜，第一层SnO₂层有一定的导电性，并起着匹配层的作用，中间的Cu层起主要的导电作用，外层ReO₃具有较高的表面功函数，与器件其他功能层的能级匹配；且该薄膜的方块电阻低至13Ω/囗，可见光透过率达90%，表面功函数6.2eV，可作为有机电致发光器件OLED、有机太阳能电池等器件的阳极。

本发明用的是全蒸镀方法制备三层堆叠式SnO₂-Cu-ReO₃透明导电薄膜，方法简单，工艺容易控制，且可以与后续的有机材料蒸镀工艺相结合，效率更高。

附图说明

图1为实施例1制得透明导电薄膜的光透过率测试曲线图；使用紫外可见分光光度计进行测试，测试波长300~800nm。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

实施例1