[发明专利]一种基于超薄金属的透明电极及其制备方法

权利要求书

1.一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述透明电极为四层结构，自下而上依次为透明基底(1)、位于所述透明基底上的成核籽晶层(2)、位于所述成核籽晶层上的超薄金属层(3)以及位于所述超薄金属层上的减反增透层(4)；

所述超薄金属层(3)为Al、Ag、Au、Cu中的一种或者其中两种金属的复合体系，或者上述Al、Ag、Au、Cu中某一种金属掺氧体系；

所述减反增透层(4)为CuSCN、CuI中的一种或者二者的混合体系，其厚度为10-60nm，通过旋涂、刮涂、丝网印刷、喷墨打印、磁控溅射或者真空蒸镀方式中的一种沉积在超薄金属层(3)上面，且沉积后是在120℃的热板上退火20min得到的，减反增透层(4)既可以形成透明电极的减反增透层，又可以直接作为光电器件的空穴传输层；

若为ZnO-Ag/Al-CuSCN体系的超薄金属透明电极时，位于所述成核籽晶层上的超薄金属层(3)是在以下条件制备而得的：以纯度优于99.99％的Ar作为沉积气氛，Ar流量为45sccm，同时激活Ag靶材及Al靶材，Ag靶上溅射功率为300W，Al靶上的溅射功率为50W，溅射膜厚为9nm；

若为ZnO-CuO_x-CuSCN或者TiO₂-AgO_x-CuI体系的超薄金属透明电极时，位于所述成核籽晶层上的超薄金属层(3)是在以下条件制备而得的：以纯度优于99.99％的Ar作为沉积气氛，Ar流量为45sccm，O₂流量为2sccm，激活Cu或Ag靶材，溅射功率为40W，溅射膜厚为10nm。

2.根据权利要求1所述的一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述透明基底(1)为玻璃、石英、蓝宝石、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的任一种，且透明基底(1)的表面粗糙度应优选低于超薄金属层(3)的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述成核籽晶层(2)为为金属氧化物或石墨烯。

4.根据权利要求3所述的一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述金属氧化物为ZnO、TiO₂、WO₃中的一种，其厚度为3-60nm，可以通过真空蒸镀或者电子束沉积或者磁控溅射的方式沉积。

5.根据权利要求3所述的一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述石墨烯通过CVD生长方式制备，并转移至透明基底上，其层数为1-5层。

6.根据权利要求1所述的一种基于超薄金属的透明电极，其特征在于所述超薄金属层(3)的厚度为6-15nm；所述Al、Ag、Au、Cu中两种金属的复合体系通过同步蒸镀或者同步溅射的方式沉积，其中一种金属的质量比超过90％；所述Al、Ag、Au、Cu中某一种金属掺氧体系通过在溅射金属时通入一定比例的氧气制备，掺氧的质量比为0.5-10％。

7.一种如权利要求1所述的基于超薄金属的透明电极的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

步骤1：将透明基底进行清洗并烘干；

步骤2：在透明基底上沉积作为成核籽晶层；

步骤3：在成核籽晶层上沉积超薄金属；

步骤4：在超薄金属上面沉积CuSCN或CuI作为减反增透层；

其中，步骤3中沉积超薄金属时，采用Al、Ag、Au、Cu中的一种或者其中两种金属的复合体系，或者上述Al、Ag、Au、Cu中某一种金属掺氧体系；步骤4中在超薄金属上面沉积CuSCN或CuI后置于120℃的热板上退火20min；且

当制备ZnO-Ag/Al-CuSCN体系的超薄金属透明电极时，步骤3中是以纯度优于99.99％的Ar作为沉积气氛，Ar流量为45sccm，同时激活Ag靶材及Al靶材，Ag靶上溅射功率为300W，Al靶上的溅射功率为50W，溅射膜厚为9nm；

当制备ZnO-CuO_x-CuSCN或者TiO₂-AgO_x-CuI体系的超薄金属透明电极时，步骤3中以纯度优于99.99％的Ar作为沉积气氛，Ar流量为45sccm，O₂流量为2sccm，激活Cu或Ag靶材，溅射功率为40W，溅射膜厚为10nm。