[发明专利]一种CaSnO3/Ag/CaSnO3多层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法，通过磁控溅射沉积法制备得到，所述导电薄膜包括上下两层CaSnO₃层、CaSnO₃层中间夹着Ag层以及透明柔性衬底。制得的CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜的性能优良，成本低廉，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于电子功能薄膜材料及薄膜光学领域,涉及一种CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

钙钛矿结构氧化物具有丰富的物理特性，包括高温超导电性、铁电/压电特性、磁电阻特性、多铁性等，是目前研究最广泛的功能材料之一。随着钙钛矿微结构中新奇光电特性的发现和钙钛矿结构光伏电池的蓬勃发展。钙钛矿结构的透明导电氧化物激发了科学工作者极大的兴趣，因为它们具有与其他钙钛矿材料在晶格和能级匹配上的优异性，利于提高全钙钛矿光电器件的性能。碱土金属锡酸盐CaSnO₃是一类宽禁带钙钛矿结构氧化物，具有n型立方钙钛矿结构，禁带宽度大于3.0eV。但是未掺杂的CaSnO₃的电阻率在极高，难以满足应用要求。金属薄膜具有优异的电学导电性，但是其光学透过性极差。本发明尝试将CaSnO₃和金属薄膜进行复合制备，综合利用这两类材料的各自优势，制备CaSnO₃/金属/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜。此外，在常被用来作为中间金属层的材料中，金属Ag相对于Au具有低的电阻率和成本，相对于Cu具有更好的化学稳定性，是作为金属层的最佳选择。因此本发明中选用Ag作为导电金属层设计并在有机柔性基底上制备CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜。

磁控溅射方法制备透明导电薄膜薄膜，具有沉积速率高、薄膜附着性好、易控制并能实现大面积沉积等优点，因而成为当今工业化生产中研究最多、工艺最成熟和应用最广的一项方法。因此选用磁控溅射技术来制备CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，利用磁控溅射沉积技术，提供一种成本低廉而性能优良的CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜及其制备方法。

本发明提供一种CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜，通过磁控溅射沉积法制备得到，所述导电薄膜包括上下两层CaSnO₃层、CaSnO₃层中间夹着Ag层，采用透明柔性衬底；所述CaSnO₃层的厚度为20nm～50nm，所述Ag层的厚度为7nm～13nm，所述透明柔性衬底可以为聚碳酸酯衬底、聚对苯二甲酸类衬底、聚萘二甲酸乙二醇酯衬底中任意一种。

本发明还提供一种CaSnO₃/Ag/CaSnO₃多层结构柔性透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述CaSnO₃靶材和Ag靶材装入磁控溅射腔体内，靶材与衬底的距离优选为50mm～80mm；

(2)先后用去离子水超声清洗透明柔性衬底，并用高纯氮气吹干，放入磁控溅射腔体中；

(3)将磁控溅射系统的本底真空度抽至5.0×10^-3Pa以下，使用氩气作为溅射气体溅射CaSnO₃层，溅射功率为30～100W，进行沉积得到CaSnO₃层；