柔性透明导电薄膜及其制备技术

在柔性衬底上制作的器件具有重量轻、柔软等优点,所以柔性透明导电薄膜成为当前的研究热点.柔性衬底存在不耐高温的缺点,从而限制了柔性透明导电薄膜的性能.总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,并介绍了柔性透明导电ITO薄膜和ZAO薄膜,分析了它们的研究现状,同时讨论了柔性薄膜的制备方法,最后对柔性透明TCO领域未来的研究和应用工作进行了展望.     

柔性透明导电薄膜的制备及其发展前景

随着电子器件向小型化和轻便化方向发展,柔性衬底的透明导电薄膜将成为硬质衬底透明导电薄膜的更新换代产品,因此其研究备受关注.综述了柔性透明导电膜的主要制备技术及其优缺点,阐述了当前该领域的最新研究成果及应用,并讨论了工业应用对柔性透明导电膜的性能要求及其未来发展趋势.     

石墨烯透明导电薄膜可控制备及实用性研究

新型二维材料石墨烯,因其优异特性被认为是众多领域的理想新型功能材料,其产业化应用是当前及未来的重要研究课题之一。综述了针对性提高石墨烯导电薄膜透光率和导电性能的可控制备的最新研究进展,包括可控制备大尺寸、大面积石墨烯,以及通过掺杂或与其他材料形成复合材料等方法有效提高石墨烯薄膜的光电性能,并对石墨烯透明导电薄膜电极在触摸屏、显示屏等的实用化应用进行了探讨和展望。     

化学法制备石墨烯基透明导电薄膜的研究进展

石墨烯作为一种新型的二维纳米材料,具有优异的透光率和导电性。与传统的铟锡氧化物(ITO)相比,石墨烯具有更高的导电性、较好的柔韧性和丰富的资源,因此石墨烯在透明导电薄膜领域有着较好的应用前景。主要对国内外近3年来化学法制备石墨烯基透明导电薄膜的最新研究成果进行综述。并以成膜方法的不同为区分,重点介绍了真空抽滤法、旋涂法、自组装、Langmuir-Blodgett(LB)法、喷涂法制备石墨烯基透明导电薄膜的最新研究成果。同时,对薄膜的硝酸处理、掺杂进行了介绍。最后,就目前化学法制备石墨烯基透明导电薄膜所面临的问题进行了讨论,并对石墨烯透明导电薄膜的未来发展进行了展望。     

可用于沉积透明导电氧化物薄膜的柔性衬底研究进展

柔性衬底表面沉积TCO薄膜具有许多独特的优点且应用广泛.但柔性衬底存在不耐高温的缺点,如何选择合适的柔性衬底,在表面沉积TCO薄膜过程中至关重要.简单介绍了各种柔性衬底的相关性能,阐述了当前国内外在该领域中各柔性衬底的研究成果,展望了未来柔性衬底的选择及应用趋势.     

柔性PET衬底上低温制备TZO透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌透明导电薄膜(TZO)。通过X射线衍射和扫描电镜等表征方法对薄膜结构和特性进行测试分析,研究了靶与衬底之间的距离(靶基距)对TZO薄膜表面形貌、结构、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,实验制备的柔性TZO透明导电薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;靶基距对PET衬底上的柔性TZO薄膜的性能有较大的影响。随着靶基距从42 mm增大到70 mm,薄膜的生长速率由22.46 nm/min降低到6.92 nm/min;薄膜的电阻率先由55.99×10-4Ω.cm快速减小到5.34×10-4Ω.cm后略有增大并趋稳,5.34×10-4Ω.cm为最小电阻率,其靶基距为52 mm;70 mm靶基距时样品薄膜应力最小,为0.4914 GPa;所有样品的可见光区平均透过率都高于90.97%。     

逐层法制备碳纳米管/石墨烯透明导电玻璃

以可膨化石墨、天然鳞片石墨、膨胀石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,采用X射线衍射、扫描电子显微镜对氧化石墨进行表征,分析比较这三种原材料制备氧化石墨的氧化程度。采用逐层自组装法(LBL)在玻璃基底上制得碳纳米管/氧化石墨复合薄膜,并通过水合肼蒸汽还原法将薄膜还原成碳纳米管/石墨烯透明导电薄膜。最后对薄膜的透光性能和导电性能进行比较,发现三种原料制备的导电玻璃中,以膨胀石墨为原料制备的玻璃导电性能最好,12层时达到了59.1kΩ/sq,但透光性却逊于其他两种原料制备的玻璃片。     

金属网格柔性透明导电薄膜研究进展

随着柔性电子器件的发展,柔性显示器、柔性太阳能电池、柔性传感器等产品已经逐步从实验室走向市场。柔性透明导电薄膜作为柔性光电器件不可或缺的重要组成部分,今后其需求量只会不断增加。目前的光电子器件逐渐向大尺寸、轻薄、柔性、可拉伸、低成本等方面发展。氧化铟锡（Indium tin oxide,ITO）是目前使用最广泛的透明导电薄膜,但ITO制备工艺复杂,具有脆性,且铟是稀有金属,储量少,价格昂贵。因此,研制可替代ITO的高性能柔性透明导电薄膜越来越迫切。目前已有研究人员研制出多种可替代ITO的柔性透明导电薄膜,其中基于金属网格的柔性透明导电薄膜是替代ITO的有力竞争者。金属网格柔性透明导电薄膜展示了极好的光电性能和机械灵活性。它最吸引人的地方在于可以独立改变金属网格的线宽和间距,从而在调节薄膜方阻和透光率方面表现出更好的权衡性。目前,已有大量的研究人员研制出可与ITO媲美的金属网格柔性透明导电薄膜。多数研究者通过光刻技术制作出母版,再结合化学镀或电沉积技术进行导电薄膜制作。以光刻技术为基础制备的柔性透明导电薄膜性能良好,但光刻工艺复杂而且设备昂贵。还有研究人员通过其他技术进行研究,如印刷增材...     

柔性碳纳米管透明导电薄膜国内外研究进展

综述了碳纳米管透明导电薄膜(CNTs-TCF)的主要制备方法以及存在的优缺点,介绍了碳纳米管(CNTs)的制备、金属性/半导体性、纯度与石墨化以及均匀分散CNTs溶液制备过程对CNTs-TCF电学性能产生的影响及相应的改进方法。最后简单介绍了CNTs-TCF在平板显示器、太阳能电池和触控面板上的应用情况,并对CNTs-TCF下一步研究进行了展望。     

喷雾热分解法制备SnO2透明导电薄膜

利用压缩空气气雾化器,通过喷雾热分解法,以ＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｏ为原料,在载玻片上成功制备了ＳｎＯ２薄膜,在１１０℃到３６５℃间的不同沉积温度下进行镀膜,考察了沉积温度,沉积时间对ＳｎＯ２薄膜制备的影响,结果表明,在３２５℃的沉积温度下,薄膜已晶化,随着温度升高,喷雾时间增加,方块电阻降低３２５℃下的样品在可见光区透射率达８０％以上,近红外区透射率达９０％以上。     

两步还原法制备导电石墨烯薄膜

通过两步还原法制备了导电石墨烯薄膜。采用XPS、Raman等表征了薄膜的结构;采用四探针电阻仪表征了薄膜电学性能。结果表明:用两步法制备的石墨烯薄膜具有更高的还原程度,其碳和氧的原子比达8.9∶1;薄膜的方块电阻为0.42kΩ/□,而同等厚度的一次还原薄膜的方块电阻为5.57kΩ/□。     

透明导电氧化锌薄膜的制备

简单回顾了透明导电氧化锌薄膜的发展历程，着重介绍了各种氧化锌薄膜的制备方法和各自的优缺点，以及改进方案和在实际生产中的应用，分析了透明导电氧化锌薄膜存在的问题和解决问题的思路，最后对于氧化锌这种极具替力的材料进行了展望。     

Sol-Gel法制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用Sol-Gel工艺在普通载玻片上制备出C轴择优取向性、高可见光透过率以及高电导率的Al3+离子掺杂的ZnO透明导电薄膜.利用SEM、XRD等分析手段对薄膜进行了表征.研究结果表明:所制备的薄膜为纤锌矿型结构,表面平整、致密.通过标准四探针法及UVS透射光谱详细研究了Al3+离子掺杂的ZnO薄膜的电学与光学性能.实验发现,当Al3+离子掺杂浓度为0.8%时,前处理温度为400℃,退火温度为550℃,真空退火温度为550℃时,薄膜具有较好的导电性,电阻率为3.03× 10-3Ω@cm,其在可见光区的透过率超过80%.     

石墨烯透明导电薄膜技术的专利分析

以Innography专利数据库收录的全球石墨烯透明薄膜技术领域的专利文献为研究对象,通过对专利申请的年度变化、国家、专利权人、专利发明人和国际专利分类号等内容的分析,揭示石墨烯透明导电薄膜技术的发展现状与趋势,为我国石墨烯透明导电薄膜领域的技术创新和战略发展提供参考。     

高频超声热沉积法制备镀银导电薄膜

以硝酸银溶液为前驱液体,聚酰亚胺(PI)薄膜为基材,采用静电热解和高频超声相结合的方法制备镀银导电薄膜。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、电阻测试仪等对制得的样品进行表征。结果显示:硝酸银(AgNO_3)为0.15mol/L、电压为20kV、基板和喷嘴距离为4cm、沉积时间30min、200℃退火时,制得的导电薄膜表面方阻低至1.4Ω。     

碘化钾还原氧化石墨烯制备柔性石墨烯薄膜

采用酸性碘化钾（KI）溶液还原由真空抽滤得到氧化石墨烯薄膜制备得到了完整性良好的石墨烯薄膜。研究表明,体系中盐酸浓度和反应时间影响KI还原氧化石墨烯薄膜的效果。当采用盐酸浓度为ImolL-1。的50％KI溶液还原氧化石墨烯膜30min时,制得的石墨烯薄膜具有良好的柔韧性和较高的完整性。     

银纳米线柔性透明导电薄膜的可控制备和光、电性能

柔性电子学的高速发展,亟需开发新型高透光率、低电阻的的柔性透明导电薄膜。首先在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,用乙二醇还原硝酸银法合成了银纳米线,并采用氯化铁(FeCl3)调节纳米线的直径和长径比,获得了直径为100nm、长度为47μm、分散均匀的银纳米线。然后将银纳米线沉积在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成银纳米线导电薄膜,研究了银纳米线沉积密度和直径对导电薄膜透光率和方阻的影响规律。研究发现,随着纳米线沉积密度的增加,导电薄膜的透过率和方阻都降低,但其品质系数(F.O.M.)增加,最高可达410。当导电薄膜的透光率为80%时,银纳米线直径为35和70nm的体系具有较低方阻,约132Ω/□。而且,该导电薄膜还表现出良好的耐弯曲性能。     

直流磁控溅射法制备掺钛氧化锌透明导电薄膜

采用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出高质量的掺钛氧化锌(ZnO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射功率对ZnO:Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响,结果表明,溅射功率对ZnO:Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响.XRD表明,ZnO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向.当溅射功率为130W时,实验制备的ZnO:Ti薄膜的电阻率具有最小值9.67×10~(-5)Ω·cm.实验制备的ZnO:Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过91%.ZnO:Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.     

有序石墨烯导电炭薄膜的制备

采用Hummers法合成氧化石墨,在水中超声分散获得氧化石墨烯水溶胶,通过微滤法使氧化石墨烯片定向流动组装,制得氧化石墨烯薄膜.再通过化学还原和热处理使所制氧化石墨烯薄膜脱氧重石墨化,保持其形貌时可控制其导电性,制得电导率为184.8S/cm的石墨烯导电炭膜.     

石墨烯透明导电薄膜的研究现状及应用前景

简要概述了石墨烯透明导电薄膜的结构与性质、几种常见的石墨烯透明导电薄膜的制备方法以及潜在应用,对石墨烯透明导电薄膜的研究现状进行了评述。最后,就目前石墨烯透明导电薄膜研究中所面临的问题进行了讨论,并展望了其应用前景与发展趋势。