合肥物质科学研究院于方块电阻的均匀性和雾度取得重要进展

正银纳米线透明导电薄膜兼具优异的导电性、可见光透过性和柔韧性,已经成为传统透明导电薄膜材料氧化铟锡(ITO)的有力竞争者,有望在柔性电子器件中逐渐替代ITO材料。然而,目前限制银纳米线透明导电薄膜实际应用的瓶颈问题不是其导电性差和可见光透过率低,而是方块电阻的均匀性差和雾度大,而解决这两个问题的关键在于能否得到性能优异、稳定的涂布液。     

银纳米线/聚乙烯醇复合纳米薄膜的制备与性能研究

本文采用旋涂法一步制备了银纳米线/聚乙烯醇(PVA)导电复合纳米薄膜,并通过控制液滴在基底表面的静置时间来控制银纳米线在薄膜中的含量,发现不同浓度分散液制备的纳米薄膜的层电阻和透过率会随着静置时间的增加而下降,且主要依赖于银纳米线的密度。本研究说明,通过控制合理的静置时间可以一步制得具有较高导电和透过性能的纳米薄膜。     

水对常压CVD法制备SnO_2:F透明导电薄膜雾度的影响

为制备高雾度、高透过和高导电透明导电薄膜玻璃,采用常压CVD法在硼硅玻璃基板上分别以单丁基三氯化锡(MBTC)为前驱物、三氟乙酸(TFA)为掺杂剂、去离子水为催化剂,制备了Sn O_2:F透明导电薄膜。研究了不同水用量对薄膜雾度的影响,并分析影响雾度变化的机理。结果表明:通过调节水的用量可实现高雾度、高透过和高导电薄膜的生成。随着水用量的增加,薄膜平均晶粒尺寸、结晶度和雾度先增大后减小;当水用量为MBTC摩尔量的1.5倍时,制备出雾度为14.3%、可见光透过率为76.8%、方块电阻为3.2?/□的薄膜。水的加入和用量的调节有效的解决了雾度和透过率之间相互影响的难题。     

利用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜的研究

用溶胶-凝胶法制备SnO_2:P透明导电薄膜;探讨P掺杂量、热处理温度、镀膜次数等的对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明:SnO_2:P薄膜保持四方金红石结构,随着P掺杂量、热处理温度和镀膜次数的增加,方块电阻先下降后上升;提高热处理温度,可以提高薄膜平整度和致密度;采用提拉法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为14次时,SnO_2:P薄膜性能最佳,方块电阻为8.9 KΩ/□,可见光平均透过率约为95%;采用旋涂法在P/Sn摩尔比为2%时,热处理温度为450℃,镀膜次数为6次时,方块电阻为4.3 KΩ/□;在相同条件下,采用提拉法制备薄膜光透过率明显高于旋涂法。     

压电雾化喷涂法制备纳米银线透明导电薄膜

采用压电雾化喷涂法在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜表面制备了纳米银线导电薄膜。通过控制纳米银线溶液的浓度和压电喷涂的层数,可以很好地控制导电薄膜的光学和电学性能。当银线质量浓度为0.625 mg/mL时,压电喷涂4层所得透明导电薄膜的方块电阻为27.8Ω/sq,可见光透过率在550 nm时为89.0%,表现出最佳的光学和电学综合性能,而且其方块电阻不均匀度为9.1%,表现出良好的均匀性。     

SnO2:Sb透明导电薄膜的制备及光电性能

采用溶胶–凝胶法在玻璃基底上制备了Sb掺杂SnO2（SnO2：Sb）透明导电薄膜。研究了Sb掺杂量、镀膜次数、热处理温度对SnO2：Sb薄膜结构和光电性能的影响,利用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、四探针电阻仪、分光光度计对薄膜样品进行表征。结果表明：SnO2：Sb薄膜为四方相金红石结构;薄膜结构平整、致密,膜厚与镀膜次数基本成线性关系;在Sb掺杂量为10%,镀膜8次的条件下,薄膜具有最佳的光电性能,方块电阻达105/□;在玻璃上镀SnO2：Sb薄膜后,近红外波段透过率下降显著,由90%降到5.5%,在可见光波段略有降低,仍保持了较高透过率。     

热处理对Sb∶SnO_2透明导电薄膜光电性能的影响

由烧结法制备了5Sb_2O_5·95SnO_2(mol%)陶瓷靶材,以所制靶材利用射频磁控溅射法在石英玻璃基片上制备得到高质量的Sb∶Sn O2(ATO)透明导电薄膜,研究了热处理温度对ATO薄膜的结构和光学与电学性能的影响。结果表明:热处理对ATO薄膜的相结构,结晶质量及性能均有一定的影响。随着温度升高,所制薄膜的晶粒尺寸逐渐长大,方块电阻逐步减小,最小值为9.3Ω/;红外反射率先增大后减小,并在热处理温度为600℃时达到极大值,为89%。薄膜可见光透过率均在80%以上,温度为600℃时最高达到91.3%。     

定向排列的银纳米线透明导电薄膜制备技术研究进展

由于AgNWs具有优异的导电性,透光性以及柔韧性所以在替代成本高昂和资源较少的ITO薄膜上具有广阔前景.然而,由于涂布在透明基片上的AgNWs呈现不均匀分布以及在退火处理的过程中会出现咖啡环效应,使得薄膜的方块电阻不均匀;另外,由于电学性能的不均匀,会引起电迁移和电致焦耳热不均匀,造成透明导电薄膜局部银纳米线的熔断.为...     

锑掺杂量对ATO薄膜结构及光、电性能的影响

以四氯化锡和三氯化锑为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同锑掺杂量的纳米锑掺杂二氧化锡（ATO）薄膜。分别利用XRD、FESEM、紫外可见分光光度计和四探针电阻仪对晶体结构、薄膜形貌、光透过率和薄膜方块电阻进行表征,考察锑掺杂量对ATO薄膜晶体结构、晶粒尺寸、光透过率和导电性能的影响。结果表明：所制备的ATO薄膜为（110）面择优取向的四方相锡石结构,晶粒尺寸小于26 nm,当锑掺杂量为10%（物质的量分数）时,ATO薄膜具有最小的方块电阻（60.1 Ω/□）,可见光透过率大于85%。     

喷雾热解法制备SnO2:Sb透明导电薄膜

采用喷雾热解技术制备出了光电性能优良的SnO_2:Sb透明导电薄膜,对薄膜的结构特性、光电性质以及制备条件对薄膜性能的影响进行了研究。并进一步研究了喷雾热解法中薄膜的形成过程和工艺参数对薄膜微观结构和性能的影响。实验结果表明:在Sb掺杂量为11％(摩尔分数)和基板温度为500℃的条件下,SnO_2:Sb薄膜具有最佳的光电性能,平均可见光透过率为82％,方块电阻达13.4Ω/□,电阻率为4.9×10~(-4)Ω·cm。     

溶液组成对喷雾热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜性能的影响

以四氯化锡和氟化铵为原料,异丙醇和水为溶剂,采用喷雾热解法,在载玻片上制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜(fluorine-doped tin oxide,FTO)。研究了四氯化锡浓度、氟化铵浓度、双氧水浓度、异丙醇与水的体积比对FTO薄膜的透光率和方块电阻的影响。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪分别对FTO薄膜进行了表征。结果表明:在喷雾热解液中加入少量的H2O2(0.05mol/L)可明显提高FTO薄膜在可见光区的透光率,而不影响其方块电阻;当喷雾热解液组成为0.8mol/LSnCl4,0.1mol/LNH4F,0.05mol/LH2O2,异丙醇与水的体积比为8:2,衬底温度为500℃,喷涂100次时,所得FTO薄膜在可见光区的平均透光率为84%,方块电阻为15Ω/□,且FTO薄膜平整致密、二氧化锡晶粒均匀。     

溅射时间对GZO薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射法在普通玻璃衬底上制备了Ga2O3含量为3wt.％的掺镓氧化锌透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪、台阶仪、UV-Vis-NIR3600型紫外-可见分光光度计研究了溅射时间对薄膜结构、表面形貌及光电性能的影响.结果表明,溅射时间为40 min时制备的GZO薄膜的光电综合性能最好,可见光区透过率峰值86％,方阻为16.4Ω/□,电阻率为1.18 ×10-3Ω·cm,性能指数ΦTc为4.73 ×10-3 Ω-1;随着溅射时间增加,薄膜光学带系从3.69 eV减少到3.56 eV.在溅射时间60 min时结晶度最高,方块电阻为9.0Ω/□,电阻率最低为9.7×10-4 Ω·cm,可见光透过率峰值为81％.     

薄膜厚度对AZO薄膜光电性能的影响

通过射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备AZO薄膜,研究膜层厚度对AZO薄膜光电特性的影响。发现随着膜层厚度的增加,AZO薄膜在可见光区的平均透射率略微增长,而方块电阻和电阻率却显著递减,导致其品质因子随厚度增加而增加。在薄膜厚度为395 nm时,获得电阻率为3.24×10-3Ωcm,可见光区平均透射率为85.52%,品质因子为25.52×10-4Ω-1的光电性能良好的透明导电薄膜。本文制备的薄膜具有较优的透明导电性,可以广泛应用于太阳能电池、平板显示器等光电领域。     

ITO薄膜光电性能红外-可见光谱分析方法

研究了射频磁控溅射制备ITO薄膜,利用四探针方法、分光光度计测试薄膜面电阻及红外-可见光光谱,利用光谱特征研究了不同工艺对薄膜面电阻、载流子浓度、折射率等光电性能的影响.研究表明,随温度的升高ITO薄膜面电阻减小,载流子浓度增加,折射率减小,透过率增加;随氧分压的增加面电阻增大,载流子浓度减小.     

掺锡量对溶胶-凝胶法制备ITO薄膜性能的影响

本文以InCl3.4H2O和SnCl4.5H2O为前驱物,利用溶胶-凝胶法在玻璃载片上旋转涂膜制备掺锡氧化铟透明导电薄膜(ITO薄膜)。采用了紫外-可见光分光光度计、四探针测试仪、X-射线衍射仪和扫描电镜等对ITO薄膜的透射率、方块电阻、物相组分和结构形貌进行测量与表征。研究了掺锡浓度对ITO薄膜的光电特性的影响。实验结果显示:ITO薄膜的光电特性与掺锡浓度有关,在掺杂溶度为12wt%时,制备出的ITO薄膜最低方块电阻为124Ω/□,最高透射率为92.85%。     

淀粉基底银纳米线柔性透明导电薄膜的合成及光电性能

以马铃薯淀粉为原料,合成可反复弯曲折叠的柔性透明基底膜,通过多元醇法制备导电银纳米线(Ag NW),用旋涂法将Ag NW均匀覆盖于淀粉基底膜表面,两者通过分子间作用力相结合,制得系列Ag NW沉积密度不同的复合导电薄膜材料。对产品形貌、结构及稳定性进行了分析,并探索了不同AgNW沉积密度对复合导电薄膜材料光电性能的影响规律。结果表明,获取的柔性基底膜具有92%透光率、3.92 nm粗糙度、29.01 MPa拉伸应力;导电银纳米线直径约60 nm,长度20～30μm。当Ag NW沉积密度超过300 mg/m2时,方块电阻(Rs)低于22.6?/sq,透光率低于65%,光电优值(FOM)高于35,是氧化铟锡(ITO)导电膜的良好替代材料。将复合膜反复弯曲折叠Rs变化量低于5%,TGA测试发现,淀粉基底膜及复合膜热分解温度高于250℃,有利于对其进行进一步高温导电处理;稳定性测试结果表明,复合膜放置于空气中随时间延长Rs略微增大。     

热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响

为了研究不同热处理温度下铁镍合金薄膜的形貌结构以及镀膜玻璃的性能,本文采用真空电子束加热蒸发镀膜技术在玻璃基片上镀铁镍合金薄膜,通过多晶X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析结构,测试镀膜玻璃的光学性能、电磁性能以及电磁屏蔽性能。结果表明:随着热处理温度的升高,薄膜的结晶性能变好,逐渐析出体心立方晶相,在(110)方向具有择优取向,当热处理温度过高时薄膜中出现孔隙;热处理温度对镀膜玻璃雾度的影响小于1%,但镀膜玻璃的可见光透过率、表面方块电阻和相对磁导率会随热处理温度变化呈现一定规律变化;铁镍合金镀膜玻璃在30 MHz以下的低频电磁波频段内的屏蔽效能大于30 dB,在14 kHz时最高达到55 dB,是一种低频电磁屏蔽的优选材料。     

热处理工艺对溶胶-凝胶法制备ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出ZnO:Al(AZO)薄膜。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、方块电阻测试仪、Hall效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、微观结构、光电性能;分析了不同热处理方式对于薄膜光电性能的影响。结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85%左右。热处理工艺的选择对于提升AZO薄膜的电学性能至关重要,相比于空气气氛和真空下的热处理,采用具有还原性的5%H_2和95%N_2的混合气氛热处理得到了具有最好电学性能的AZO薄膜。在550℃还原气氛下保温60 min得到薄膜方块电阻约为300Ω/□,电阻率约为3.3×10~(-3)Ω·cm。     

射频反应磁控溅射制备的SnO_2及SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能

以Sn和Sn+SnF_2为靶材,采用射频(RF)反应磁控溅射法在150℃不同O_2流量下制备了厚度约为300 nm的SnO_2和SnO_2:F薄膜。通过X射线衍射、Hall效应测试系统和紫外–可见分光光度计研究了两种薄膜的结构和透明导电性能。结果表明:随O_2流量增加,SnO_2薄膜由非晶变为多晶,择优取向从(101)面过渡到(211)面,薄膜电阻先减小后增大,平均透光率逐渐上升。随O_2流量增加,SnO_2:F薄膜结构与透明导电性能的变化规律与SnO_2薄膜类似,SnO_2:F薄膜的择优取向依次为(002)、(101)和(211)面,由于F掺杂,SnO_2:F薄膜的载流子浓度和迁移率明显增加,电阻率降低,同时平均透过率有所提高。目前,在合适的O_2流量下,SnO_2:F薄膜可达到的最低电阻率为4.16×10~(–3) ?·cm,同时其平均透光率为86.5%。     

银纳米线及其透明导电膜的制备

采用水热法,以乙二醇(EG)作为还原剂和溶剂制备银纳米线,在硝酸银(Ag NO3)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP–K30)摩尔比为1:2时,加入1.0 mg/m L的氯化钠(Na Cl),在160℃的高压反应釜中反应7 h,经用去离子水洗涤静置,得到直径为100 nm左右、长度30~50μm的银纳米线。将得到的银纳米线用无水乙醇配制成1.0 mg/m L的分散液,在1 000 r/min下旋涂制备成膜,然后再以4 000 r/min速率旋涂浓度为21 mg/m L的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的1-甲基-2-吡咯烷酮溶液,可制备成具有良好附着性能、透明率为92.90%、方块电阻为12(?/□)的透明膜。