[发明专利]一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于电子器件材料制备技术领域，公开了一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜及其制备方法。所述方法包括如下制备步骤：(1)配制锆掺杂氧化锡前驱体溶液；(2)将干净玻璃衬底进行等离子体处理；(3)在等离子体处理过的玻璃衬底上旋涂制备锆掺杂氧化锡薄膜；(4)将制备好的薄膜先在热台上进行预固化，之后再进行退火。本发明制备的锆掺杂氧化锡透明导电薄膜具有高透过率，低电阻率，工艺简单，成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于电子器件材料制备技术领域，具体涉及一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜在电子、电气、信息和光学等各个领域得到广泛的应用，已用于平板显示器的电极、窗玻璃防结露发热膜，节能红外线反射膜，太阳能电池的电极、太阳光集热器的选择性透射膜等。目前透明导电薄膜主要为ITO(锡掺杂三氧化铟)，禁带宽度大，电阻率低。虽然ITO的应用很广泛，但存在着原材料成本高、沉积温度高，在还原气氛中稳定性差等难以克服的缺点，使得ITO进一步应用受到限制。因而，开发生产可代替ITO薄膜的高性能透明导电薄膜在市场竞争中就显得非常迫切。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜。

本发明的另一目的在于提供上述锆掺杂氧化锡透明导电薄膜的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)以无水乙醇作为溶剂，SnCl₂·2H₂O作为溶质，醋酸锆溶液作为掺杂剂，配制成前驱体溶液；

(2)将玻璃衬底进行氧气等离子体处理；

(3)取步骤(1)制得的前驱体溶液旋涂在衬底上制得薄膜，并将薄膜预固化和退火。

优选的，步骤(1)所述前驱体溶液中SnCl₂·2H₂O的浓度为0.1～0.5mol/L。

优选的，步骤(1)所述醋酸锆溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，所述醋酸锆溶液的溶剂为无水乙醇。

优选的，步骤(1)所述前驱体溶液中Zr:Sn原子数比为x，0＜x≤10at％。

优选的，步骤(2)所述氧气等离子体处理的时间为10～15min，所述等离子体处理的功率比为50～90％。

优选的，步骤(3)所述旋涂的工艺为：先400～600rpm旋涂4～10s，再3000～5000rpm旋涂20～30s。

优选的，步骤(3)所述预固化的条件为：90～120℃加热30～60min；所述退火条件为：400～500℃加热1～2h。

上述一种锆掺杂氧化锡透明导电薄膜的制备方法制备得到的锆掺杂氧化锡透明导电薄膜。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明采用低成本的原材料，通过溶液加工方法制备透明导电薄膜，制得的薄膜可替代现有的ITO薄膜使用。

(2)原材料绿色环保无毒成本低，当锆浓度为7at.％时，薄膜透光率最高(在400nm处透光率>95)。

(3)在锆掺杂比例为1at％时，获得最小薄膜方块电阻，仅为5.48kΩ/□。

附图说明

图1为本发明所制得的锆掺杂氧化锡透明导电薄膜的示意图，其中，11为玻璃衬底，12为锆掺杂氧化锡透明导电薄膜。