[发明专利]一种溶胶-凝胶法直接制备柔性透明导电薄膜的方法

摘要

本发明提供了一种溶胶-凝胶法直接制备柔性透明导电薄膜的方法，主要涉及薄膜制备领域，采用溶胶-凝胶法直接制备铝掺杂氧化锌柔性导电薄膜，在保证柔性透明导电薄膜透过率的基础上，实现低温制备柔性透明导电薄膜，并通过低温退火处理调控柔性透明导电薄膜的电学性能，本发明通过选择不同衬底厚度及退火条件实现透明导电薄膜电学性能的优化，使采用溶胶-凝胶法直接制备出透光与电学性能都较高的柔性透明导电薄膜成为可能，并通过不同的退火处理有效地优化了薄膜的导电性能，实现对柔性半导体透明导电薄膜电学性能的可控调节，使得在产业化、低成本的条件下生产柔性透明导电薄膜成为可能。

主权项

一种溶胶‑凝胶法直接制备柔性透明导电薄膜的方法，其特征在于包括下述步骤：(1)制备溶胶Al掺杂原子比例为1％的Al‑ZnO溶胶的制备：其中锌源为乙酸锌，掺杂源为硝酸铝，溶剂为乙二醇甲醚，稳定剂为乙醇胺，硝酸铝与乙酸锌的摩尔比为1：99，乙醇胺与金属原子的摩尔比为1:1，按照溶胶浓度为0.75mol/L进行配比，将乙酸锌、硝酸铝按照摩尔比1：99溶于溶剂乙二醇甲醚中，加入稳定剂乙醇胺，将混合溶液于60℃水浴下搅拌1h，得到透明澄清液体，进行定容后再继续搅拌2h，最后在室温下陈化24h，得到稳定透明的Al‑ZnO的溶胶；(2)清洗衬底将厚度分别为0.025mm，0.050mm，0.075mm，0.125mm的聚酰亚胺(PI)柔性衬底依次用质量分数为10％的稀盐酸、去离子水、质量分数为10％的氢氧化钠溶液、去离子水各自漂洗半小时，除去表面的油脂和污物，并将洗好的聚酰亚胺柔性衬底放入去离子水中以备用；(3)清洗玻璃基板①将玻璃基板用主要成分为烷基磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、泡沫剂的洗涤剂和自来水浸泡2h后，电磁波超声清洗10min，再用去离子水冲净；②将玻璃基板用去离子水浸泡1h电磁波超声清洗10min；③将玻璃基板用质量分数为37％的盐酸和去离子水体积比为1:6的溶液浸泡1h电磁超声清洗10min；④将玻璃基板用丙酮浸泡1h电磁波超声清洗10min；⑤将玻璃基板用无水乙醇浸泡1h电磁波超声清洗10min，然后将洗净的玻璃基板存放在无水乙醇中以备使用；(4)镀制薄膜将步骤(2)中清洗后的聚酰亚胺(PI)柔性衬底100℃烘干后用酒精吸附在步骤(3)中清洗干净的玻璃基板上，采用旋涂法将步骤(1)中所制溶胶以3000r/s的速度旋涂到聚酰亚胺(PI)柔性衬底上，得到一层平均厚度为25nm的凝胶膜，经过100℃干燥10min、300℃预烧15min，再冷却至室温后，重复步骤(4)中前述操作镀下一层凝胶膜，直至凝胶膜层数达到9至11层，凝胶膜总平均厚度分别为225nm至275nm，将制得的凝胶膜进行不同的退火处理：仅在空气中350℃退火2小时，得到柔性透明导电薄膜；在空气中350℃退火2小时后，再在真空中350℃退火1小时，得到柔性透明导电薄膜。