透明导电氧化物薄膜.ppt

透明导电薄膜,透明导电薄膜发展历史 透明导电薄膜结构 透明导电氧化物薄膜的基本特性 透明导电氧化物薄膜的制备方法 透明导电薄膜应用 透明导电膜使用说明,透明导电薄膜概述,透明导电薄膜是一种既能导电又在可见光范围内具有高透明率的一种薄膜，主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。金属膜系导电性能好，但是透明率差。半导体薄膜系列刚好相反，导电性差，透明率高。当前研究和应用最为广泛的是金属膜系和氧化物膜系。透明导电薄膜主要用于光电器件（如LED，薄膜太阳能电池等）的窗口材料。常见的透明导电薄膜为ITO（锡掺杂三氧化铟）、AZO(铝掺杂氧化锌)等，它们的禁带宽度大，只吸收紫外光，不吸收可见光，因此称之为“透明”。透明导电膜是通过真空溅射方法，在透明聚脂膜片上沉积含银等金属的高导表面，透明导电薄膜有较好的导电性，并且具有优良的可见光透光性。,透明导电薄膜发展历史,20世纪初，透明性与导电性可以共存首次在Cd的氧化物中发现。 60年代ITO成为透明导电材料的主。 70年代光学多层膜研究开辟了透明导电多层膜的研究领域。 80年代掺杂ZnO作为ITO的最佳替代材料而广泛研究。 到90年代随着光电子产业的快速发展，对透明导电膜的物理化学性能提出更高的要求，这样多组元TCO材料的开发就应运而生，与此同时，TCO与金属复合的多层膜系也取得了一定的研究成果。目前研究的焦点主要集中在金属基复合多层膜和多组元TCO上，形成两个平行的发展方向。,透明导电薄膜结构,透明导电氧化物薄膜的基本特性,透明导电氧化物薄膜的基本特性之一是良好的导电性。 透明导电氧化物薄膜的另一重要基本特性是对可见光的高透射率。 透明导电薄膜对光线还具有选择性。,透明导电氧化物薄膜的基本特性之一是良好的导电性。,其导电性能主要是通过氧缺位和掺杂来提高。其中，氧缺位可以由化学计量偏离、改变生长和退火条件来实现；适当的掺杂不仅可以提高薄膜的电导率，还可以提高薄膜的稳定性。TCO薄膜的低电阻率特性由载流子浓度决定，但由于多晶膜的导电机理比较复杂，低电阻率成因仍待进一步研究。,透明导电氧化物薄膜的另一重要基本特性是对可见光的高透射率。,透明导电薄膜一般具有大于可见光子能量(31eV)的光学禁带宽度，在可见光照射下不能引起本征激发，所以它对可见光透明，而且其光学带隙与载流子浓度密切相关。,透明导电薄膜对光线还具有选择性,人们发现：透明导电薄膜对可见光高透射，但对红外光高反射，其反射率70。此外，透明导电薄膜的光电导会随表面吸附的气体种类和浓度不同而发生很大变化，它还具有对微波的衰减作用。,透明导电氧化物薄膜的制备方法,磁控溅射技术是目前透明导电薄膜制备中采用最为广泛的技术。 脉冲激光沉积(PLD)工艺是薄膜制备中常见方法之一， 溶胶一凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。 喷射热分解法是由制备太阳能电池透明电极而发展起来的薄膜制备方法。 其它一些薄膜制备技术，如化学气相沉积等也被应用于制备透明导电薄膜,透明导电氧化物薄膜的应用及市场前景,透明导电氧化物薄膜目前主要的应用领域有平面液晶显示 (LCD)、电致发光显示(ELD)、电致彩色显示(ECD)、太阳能光伏电池透明电极22,231；它对光波的选择性(对可见光的透射和对红外光的反射)可用作热反射镜，用于寒冷地区的建筑玻璃窗起热屏蔽作用，节省能源消耗；还可用作透明表面发热器，在汽车、飞机等交通工具的玻璃窗上形成防雾除霜玻璃；同理，可用在防雾摄影机镜头、特殊用途眼镜、仪器视窗上L24j；利用TCO薄膜对微波的衰减性，可用在电子设备、计算机房、雷达屏蔽保护区等需要屏蔽电磁波的地方，以防止外界电磁波对电子设备的干扰与破坏嘲；利用TCA3薄膜光电导随表面吸附的气体种类 和浓度不同会发生变化的特点，可用来制作表面型气敏器件，通 过掺入不同元素检测不同的气体2朝；柔性衬底TCO薄膜的开发使它的潜在用途扩大到制造柔性发光器件、塑料液晶显示器、可折叠太阳能电池以及作为保温材料用于塑料大棚、玻璃粘贴 膜等。表1总结了透明导电薄膜的主要应用及其相应的性能要求。,基于磁控溅射技术的商业化生产，TCO薄膜已在许多领域得到了实际应用，如ITO薄膜已被广泛应用于平面显示器件，并成功应用于飞机风挡、双37战车及医疗喉镜等2。我国透明导电薄膜的产业化生产已有多年，主要生产平板显示用ITO薄膜。但由于ITO透明导电薄膜的制备技术难度高、工艺复杂，国产靶材质量和生产设备水平还达不到欧、美、日本等发达国家，国产ITO薄膜的光电性能与国外高端产品还有差距，产品主要集中应用在低档LCD中。而ZAo靶材和薄膜的制备研究仍未全面达到实用水平，特别是大面积成膜工艺远未成熟。目前ITO透明导电薄膜年均需求超过200万平方米，而且逐年迅速增长。由于zAO透明导电薄膜具有成本低、无污染的优点，如果ZAO透明导电薄膜能解决目前的问题，顺利实现产业化，那么必将迅速取代ITO透明导电薄膜，其市场需求量会远远高于ITO目前的需求量。随着平面显示器件的不断普及，太阳能电池的发展及其应用的扩展，节能环保建筑的逐步推广，国防建设需求的不断增长，相信这样一个巨大的市场会进一步加快透明导电薄膜的研究与产品开发步伐，TCO薄膜必将赢得更广泛的应用和更大的发展空间。,透明导电膜使用说明,1 .透明导电膜一面导电，一面不导电。使用时，为保护导电面，在设计安装时应使用导电面向里，不导电面向外。 2. 透明导电膜很薄，同时透明度很