有關(guān)透明導(dǎo)電膜的研究分析

透明導(dǎo)電薄膜是一種既能導(dǎo)電又在可見光范圍內(nèi)具有高透明率的一種薄膜，主要有金屬膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、復(fù)合膜系等。金屬膜系導(dǎo)電性能好，但是透明率差。

透明導(dǎo)電膜最近研究

最近幾年來國內(nèi)外的研究者分別在低溫制備的設(shè)備、工藝、薄膜的表面改性、多層膜系的設(shè)計和制備工藝方面進(jìn)行了深入的研究。例如，Wu Wen-Fa等利用R.F磁控濺射工藝在不加熱的聚碳酸酯（PC）襯底上制備了厚度為250mm，電阻率為6× ~2（Ω·cm），透過率為74%~90%；Park Sung Kyu等利用R.F磁控濺射工藝在低溫聚合物PES上制備了110nmITO，方塊電阻是20O/□，透過率80%，但是表面的粗糙度較大；法國的David等，利用In-Sn合金靶在100℃下沉積在聚合物上的ITO薄膜透過率為85%，電阻率為~0.003Ω·cm，表面粗糙度為15-50，美國的Daeil.KIM用直接金屬離子束沉積（DMIBD）方法在70℃的條件下制備的ITO薄膜最高透過率為85%，最低電阻率為4×Ω·cm，表面質(zhì)量比較高；此外還有一些研究人員利用脈沖激光沉積（PLD），電子束熱蒸發(fā)和金屬離子輔助濺射等方法在低溫甚至在室溫的條件下進(jìn)行高質(zhì)量塑基的薄膜制備。

國內(nèi)的賈永新在150℃基板條件下制備出了透過率為80%左右ITO薄膜，但沒有見電阻和表面特性的報道；近年來李育峰等利用微波等離子體輔助方法在120℃的基片上沉積的薄膜透過率大于85%，但方塊電阻大于100O/□，表面特性沒有報道；馬瑾等在塑料襯底上在80℃-100℃的條件下制備出了透過率大于84%，電阻率~0.001量級的薄膜。

綜上所述，國內(nèi)在低溫尤其常溫下制備ITO薄膜方面研究還不夠充分、不夠全面；并且研究制備方法也比較單一，與國外有比較大的差距。近年來國外尤其日本和韓國分別在低溫沉積技術(shù)、薄膜生長機(jī)理和薄膜表面改性方面進(jìn)行了深入的研究，在保證不對薄膜襯底產(chǎn)生破壞的情況下，在低溫甚至室溫的條件下制備出了薄膜電阻率低于5×Ω·cm，透過率大于85%，表面的粗糙度小于2nm的ITO薄膜。

透明導(dǎo)電膜玻璃介紹

透明導(dǎo)電膜（TCO）玻璃不僅具有導(dǎo)電性，同時具有透光性，具有廣泛的應(yīng)用前景。透明導(dǎo)電膜玻璃分為三種：ZnO基TCO薄膜、多元TCO薄膜、高遷移率TCO薄膜。

透明導(dǎo)電膜玻璃分類

透明導(dǎo)電膜玻璃，根據(jù)用戶的不同需求，主要分為以下三種類型：

1）、ZnO基TCO薄膜：ZnO的光學(xué)禁帶寬度約為3.2 eV，對可見光的透明性很好，Zn的蘊藏豐富，無毒，價格便宜，比ITO更容易蝕刻。因此，近十幾年來，ZnO已成為TCO薄膜的熱門研究材料，被期待成為平板顯示器中ITO薄膜的替代材料。本項目的摻雜ZnO薄膜的性能已可以與ITO薄膜相比，并解決了大面積高速均勻成膜工藝等問題。

2）、多元TCO薄膜： 開發(fā)適合特殊用途的TCO薄膜，將各種TCO材料進(jìn)行組合，制備出一些具有新特點的TCO薄膜。由TCO材料組合構(gòu)成的多元TCO薄膜，可以通過改變組分而調(diào)整薄膜的電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)和物理性質(zhì)，從而獲得單一TCO材料所不具備的性能，滿足某些特殊場合的需要。

3）、高遷移率TCO薄膜：在吸收不是非常嚴(yán)重的情況下，TCO薄膜對可見光的吸收是隨著自由載流子濃度的增大而增大，但隨著載流子遷移率的增大而減小，TCO薄膜的透明區(qū)域波長上限主要由載流子濃度確定，隨著它的增大而減小，故采用提高載流子遷移率的方法來降低TCO薄膜的電阻率不必犧牲其光學(xué)性能。對于電子器件或?qū)Ь€，載流子遷移率是確定其響應(yīng)速度和功耗的主要因素之一。本項目也可提供一種IMO薄膜的透明導(dǎo)電膜技術(shù)，其可見光平均透射率（含1.2 mm厚玻璃基底）超過80%，電阻率低至1.7×10Ω.cm。

透明導(dǎo)電膜玻璃主要技術(shù)指標(biāo)及產(chǎn)品規(guī)模

光譜透過率：為了能夠充分地利用太陽光，TCO鍍膜玻璃一定要保持相對較高的透過率。為了提高轉(zhuǎn)換效率，要求對可見光的高透過率Tavg》80%。

導(dǎo)電性能：TCO導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電原理是在原本導(dǎo)電能力很弱的本征半導(dǎo)體中摻入微量的其他元素，使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。這些微量元素被稱為雜質(zhì)，摻雜后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。氧化銦錫（ITO）透明導(dǎo)電玻璃就是將錫元素?fù)饺氲窖趸熤?，提高?dǎo)電率，它的導(dǎo)電性能是最好的，最低電阻率達(dá)10-5Ωcm量級。

霧度：為了增加薄膜電池半導(dǎo)體層吸收光的能力，光伏用TCO玻璃需要提高對透射光的散射能力，這一能力用霧度（Haze）來表示。霧度即為透明或半透明材料的內(nèi)部或表面由于光漫射造成的云霧狀或混濁的外觀。以漫射的光通量與透過材料的光通量之比的百分率表示。一般情況下，普通鍍膜玻璃要求膜層表面越光滑越好，霧度越小越好，但光伏用TCO玻璃則要求有一定的光散射能力。

激光刻蝕性能：薄膜電池在制作過程中，需要將表面劃分成多個長條狀的電池組，這些電池組被串聯(lián)起來用以提高輸出能效。因此，TCO玻璃在鍍半導(dǎo)體膜之前，必須要對表面的導(dǎo)電膜進(jìn)行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導(dǎo)電膜層，以保持絕緣?？涛g方有化學(xué)刻蝕和激光刻蝕兩種，但由于刻蝕的線條要求很細(xì)，一般為幾十微米的寬度，而激光刻蝕具有溝槽均勻，剔除干凈，生產(chǎn)效率快的特點。