有關透明導電膜的研究分析

透明導電薄膜是一種既能導電又在可見光范圍內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、復合膜系等。金屬膜系導電性能好，但是透明率差。

透明導電膜最近研究

最近幾年來國內外的研究者分別在低溫制備的設備、工藝、薄膜的表面改性、多層膜系的設計和制備工藝方面進行了深入的研究。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行高質量塑基的薄膜制備。

國內的賈永新在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、薄膜生長機理和薄膜表面改性方面進行了深入的研究，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。

透明導電膜玻璃介紹

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

透明導電膜玻璃分類

透明導電膜玻璃，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材料進行組合，制備出一些具有新特點的TCO薄膜。由TCO材料組合構成的多元TCO薄膜，可以通過改變組分而調整薄膜的電學、光學、化學和物理性質，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性能。對于電子器件或導線，載流子遷移率是確定其響應速度和功耗的主要因素之一。本項目也可提供一種IMO薄膜的透明導電膜技術，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。

透明導電膜玻璃主要技術指標及產(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。為了提高轉換效率，要求對可見光的高透過率Tavg》80%。

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

霧度：為了增加薄膜電池半導體層吸收光的能力，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玻璃在鍍半導體膜之前，必須要對表面的導電膜進行刻劃，被刻蝕掉的部分必須完全除去氧化物導電膜層，以保持絕緣。刻蝕方有化學刻蝕和激光刻蝕兩種，但由于刻蝕的線條要求很細，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。