[发明专利]一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法

说明书

本申请涉及导电薄膜的技术领域，尤其是涉及一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。该一种高耐蚀透明导电膜，包括依次层叠设置在基材上的第一介质层、金属层、增透层和第二介质层，金属层由Au制成，金属层的厚度为5‑16 nm。采用磁控溅射的方法在基材上依次沉积第一介质层、金属层、增透层和第二介质层共四个膜层，然后进行退火处理，得到透明导电膜。本申请提供了一种高耐蚀透明导电膜，耐腐蚀性能良好，可以在PH值低至4的环境下正常使用，并且具有低电阻、高透过率的优点。

技术领域

本申请涉及导电薄膜的技术领域，尤其是涉及一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。

背景技术

透明导电薄膜因其兼顾透明和导电的特性，被广泛应用于触摸屏、太阳能电池、电致变色等诸多领域。在实际应用中，太阳能电池、其他各类光电器件及电磁屏蔽涂层、透明隔热玻璃、电致变色玻璃等诸多领域中在涉及透明导电薄膜的制备和使用过程中都对其耐蚀性和稳定性提出了高要求，研制具有良好耐蚀性、稳定性的导电薄膜对相关光电器件及涂层的制备工艺简化以及使用寿命和环境适应性的提高意义重大。

目前市场上的绝大多数透明导电膜采用了银作为金属夹层，这是由于Ag与其他金属相比导电性优异，且在可见光波段的消光系数低，对光的吸收和反射少，因此Ag基多层薄膜光电性能优异，但实际使用时由于电介质层对Ag膜的保护不彻底，不能抑制在长期或高温条件下Ag原子的扩散、团聚和Ag层的氧化，带来的负面效果就是薄膜耐腐蚀能力很差，导致薄膜会发生光电性能的劣化，无法满足相关产业对透明导电薄膜在长期条件下或高温环境中保持正常性能的要求。

发明内容

为了改善上述背景技术中提出的银基透明导电薄膜耐腐蚀性差的问题，本申请提供一种高耐蚀透明导电膜及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种高耐蚀透明导电膜采用如下的技术方案：

一种高耐蚀透明导电膜，包括依次层叠设置在基材上的第一介质层、金属层、增透层和第二介质层，所述金属层由Au制成，所述金属层的厚度为5-16nm。

通过采用上述技术方案，第一介质层具有增强基材和金属层之间结合力的作用，金属层则主要决定透明导电膜的导电性能和光学性能，增透层用于提升导电膜的可见光透过率，第二介质层能够阻挡外部腐蚀液腐蚀金属层，减轻对导电膜光电性能的影响。导电性能和可见光透过率是导电膜最为重要的性能，单层金属导电膜虽然具有良好的导电性和延展性，但其可见光透过率还无法达到产品使用需求，因此需要将金属层插入具有高折射率的介质层之间形成介质层/金属层/介质层结构以提高金属薄膜的可见光透过率。

Au的导电性能和透光性能略弱于Ag，但其化学稳定性和耐腐蚀能力比Ag更强，使用Au作为金属层并配合第一介质层、增透层和第二介质层共同组成的导电膜不仅具有很好的耐蚀性，还能够保持Ag基多层薄膜高透过率、低电阻的优点。Au在衬底表面生长初期通常形成岛状的纳米团簇，一方面，纳米团簇形貌使电子在薄膜晶界和表面被过多散射，电子迁移率受到抑制，从而导致较高的电阻率；另一方面，离散的纳米团簇也会引起局域表面等离子体共振，使金属薄膜的透过率曲线在特定波长处明显下降。因而要获得良好的光电性能，金属薄膜的厚度需达到阈值厚度以上以呈现连续生长状态。将金属层的厚度控制在合适的范围内，有利于使导电膜获得良好的光电特性，若金属层的厚度过大，金属层对可见光的吸收和反射作用强烈，易导致膜层透光性下降；若金属层的厚度过小，金属原子呈岛状沉积，无法形成连续膜，金属层表面粗糙度较大，对光的散射作用强，也无法形成连续的导电通路。

优选的，所述第一介质层由Nb₂O₅、TiO₂和CeO₂中的一种制成，所述第一介质层的厚度为8-80nm。