一种ITO基透明导电薄膜近红外波段透射增强的制备方法

摘要

本发明提供了一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，将石英基片放置于镀膜夹具；在一定真空度及烘烤温度下，采用电子束蒸发法进行沉积镀膜，先后在石英基片上分别沉积ITO层和Cu层以形成Cu/ITO复合薄膜；将制备好的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至一定真空度时，在一定功率下用电子束辐照轰击复合薄膜的表面一定时间使其改性，冷却即可得到所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。本发明制备的Cu/ITO复合薄膜表现近红外波段透射增强，可通过控制电子束流大小及辐照时间控制其近红外透过率，操作方法及流程简单，可控性强。

权利要求

1.一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)将石英基片放置于镀膜夹具中；

2)在真空度均大于5×10-4Pa、300～400℃烘烤的温度下，以20～40r/min的速率自转的石英基片上采用电子束蒸发法先沉积ITO层；待真空室温度降至室温时，再沉积Cu层以形成Cu/ITO复合薄膜；

3)将制备好的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至真空度大于5-4×10 Pa时，在100-150W的功率下用电子束辐照轰击复合薄膜的表面5～30min使其改性，并冷却至室温即可得到近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜。

2.如权利要求1所述的一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)将石英基片依次经过丙酮、酒精和去离子水超声波清洗后，放置于电子束蒸发系统的镀膜夹具中；

2)将ITO膜料和Cu膜料以先后顺序分别放置于坩埚中；

3)在真空度大于5×10-4Pa及300～400℃烘烤温度下，对ITO膜料先预蒸发10～20min，然后通入反应气体再以 的速率沉积ITO膜层；

4)待步骤3)中的真空室温度降至室温时，再对Cu膜料预蒸发10～20min，然后以速率沉积Cu膜层，即可获得Cu/ITO复合薄膜；

5)将制备完的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至大于5×10-4Pa真空度时，在100-150W的功率下，用电子束辐照轰击复合薄膜的表面5～30min使其改性，冷却至室温即可获得所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

3.如权利要求2所述的一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤5)中的冷却时间为30min。

4.如权利要求2所述的一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中的反应气体为氧气；所述反应气体的纯度为99.99％。

5.如权利要求2所述的一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述Cu/ITO复合薄膜为具有近红外波段透射增强特性。

说明书

一种ITO基透明导电薄膜近红外波段透射增强的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于薄膜制备方法技术领域，涉及一种薄膜，具体涉及一种增强ITO基透明导电复合薄膜近红外波段透射率的方法。

背景技术

[0002] 透明导电薄膜在光电设备领域的应用越来越广，因此受到了许多广泛关注。随着这些光电器件（比如薄膜太阳能电池）技术的不断发展，追求具有创新性的且具有优异光电性能的透明导电薄膜越来越受到研究者们的重视。

[0003] 在太阳辐射光谱（300-2500nm）范围内，近红外光（700-2500nm）所占据的能量为52%，比可见光所占据的43%还要多。因此，研究如何有效地利用近红外区域的能量将有利于提高太阳能电池的能量转换效率，这也是现在以及将来的研究趋势。然而，几乎所有常见的透明导电氧化薄膜，诸如ITO，SnO2:F和AZO等，在充当太阳能电池的电极时，不可避免地会受到近红外区域的自由载流子吸收的影响，导致太阳能电池的长波响应受到了限制；另外，一些红外探测器也需要使用近红外透明电极。因此，提高透明导电氧化物薄膜电极近红外区域的透过率（特别是对近红外透射增强特性的研究）日趋重要。

[0004] 目前，红外增透膜已经被广泛的应用于现代光学系统，并直接决定了光学器件性能的优劣，特别在航空航天领域具有十分重要的现实意义。制备红外增透膜的方法有真空蒸发法、电子束蒸发法、化学气相沉积法等。然而，目前还没有对于ITO基透明导电复合薄膜（具体为Cu/ITO复合薄膜）的近红外（800-1600nm）透射增强特性的研究报道。因此，对ITO基透明导电复合薄膜近红外透射增强特性的研究，在未来航空航天及红外探测传感器等领域的应用具有重要意义。

发明内容

[0005] 针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种ITO基复合薄膜近红外波段透射增强特性的制备方法，所述的这种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电复合薄膜的制备方法要解决现有技术中的导电氧化物薄膜电极近红外区域的透过率不高的技术问题。

[0006] 本发明提供了一种近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

[0007] 1)将石英基片放置于镀膜夹具中；

[0008] 2)在真空度均大于5×10-4Pa、300 400℃烘烤的温度下，以20 40r/min的速率自转~ ~的石英基片上采用电子束蒸发法先沉积ITO层；待真空室温度降至室温时，再沉积Cu层以形成Cu/ITO复合薄膜；

[0009] 3)将制备好的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至真空度大-4于5×10 Pa时，在100-150W的功率下用电子束辐照轰击复合薄膜的表面5 30min使其改性，~
并冷却至室温即可得到所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

[0010] 进一步的，上述的一种近红外波段透射增强特性的ITO基透明导电薄膜的制备方法，包含以下步骤：

[0011] 1)将石英基片依次经过丙酮、酒精和去离子水超声波清洗后，放置于电子束蒸发系统的镀膜夹具中；

[0012] 2) 将ITO膜料和Cu膜料以先后顺序分别放置于坩埚中；

[0013] 3)在真空度大于5×10-4Pa及300-400℃烘烤温度下，对ITO膜料先预蒸发10~20min，然后通入反应气体再以1.0 3.0Å/s的速率沉积ITO膜层；
~

[0014] 4)待步骤3)中的真空室温度降至室温时，再对Cu膜料预蒸发10 20min，然后以~1.0-3.0Å/s速率沉积Cu膜层，即可获得Cu/ITO复合薄膜；

[0015] 5)将制备完的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至大于5×10-4Pa真空度时，在100-150W的功率下，用电子束辐照轰击复合薄膜的表面5 30min使其改~
性，并冷却至室温即可获得所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

[0016] 进一步的，步骤5）中的冷却时间为30min。

[0017] 进一步的，步骤3）中的反应气体为氧气；所述反应气体的纯度为99.99%。

[0018] 本发明可以实现Cu/ITO复合薄膜的近红外波段(800-1600nm)透射增强。最终得到的Cu/ITO复合薄膜在近红外波段具有良好的透过率、操作过程简单、制备成本低廉，在红外探测传感器和航空航天等领域中应用前景广阔。

[0019] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。相对于其它制备方法，采用电子束蒸发法制备的具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜，成本低廉，操作流程简单且重复性高和可控性强，具有重要意义。

附图说明

[0020] 图1为Cu/ITO复合薄膜的结构示意图。

[0021] 图2为实施例1中制备的Cu/ITO复合薄膜的近红外波段的透过率图谱。

具体实施方式

[0022] 实施例1

[0023] 采用电子束蒸发法，石英基片1依次经过丙酮、酒精和去离子水超声波清洗10min后，放置于电子束蒸发系统的镀膜夹具中；将ITO膜料和Cu膜料以先后顺序分别放置于坩埚中；待一定真空度和一定烘烤温度时，对ITO膜料先预蒸发 (10 20min)，然后以一定速率沉~积ITO膜层2；待真空室温度降至室温时，再对Cu膜料预蒸发 (10 20min)，然后以一定速率~
沉积Cu膜层3，即可获得Cu/ITO复合薄膜。

[0024] 将制备完的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至一定真空度时，在一定功率下，用电子束辐照轰击复合薄膜的表面5min使其改性，并冷却（至室温）一定时间即可获得所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

[0025] 其中，所述一定真空度大于5×10-4Pa；所述烘烤温度为300-400℃；所述一定速率为1.0-3.0Å/s；所述一定功率为100-150W；所述一定时间为30min。

[0026] 实施例2

[0027] 采用电子束蒸发法，石英基片1依次经过丙酮、酒精和去离子水超声波清洗10min后，放置于电子束蒸发系统的镀膜夹具中；将ITO膜料和Cu膜料以先后顺序分别放置于坩埚中；待一定真空度和一定烘烤温度时，对ITO膜料先预蒸发(10 20min)，然后以一定速率沉~积ITO膜层2；待真空室温度降至室温时，再对Cu膜料预蒸发(10 20min)，然后以一定速率沉~
积Cu膜层3，即可获得Cu/ITO复合薄膜。

[0028] 将制备完的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至一定真空度时，在一定功率下，用电子束辐照轰击复合薄膜的表面10min使其改性，并冷却（至室温）一定时间即可获得所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

[0029] 其中，所述一定真空度大于5×10-4Pa；所述烘烤温度为300-400℃；所述一定速率为1.0-3.0Å/s；所述一定功率为100-150W；所述一定时间为30min。

[0030] 实施例3

[0031] 采用电子束蒸发法，石英基片1依次经过丙酮、酒精和去离子水超声波清洗10min后，放置于电子束蒸发系统的镀膜夹具中；将ITO膜料和Cu膜料以先后顺序分别放置于坩埚中；待一定真空度和一定烘烤温度时，对ITO膜料先预蒸发(10 20min)，然后以一定速率沉~积ITO膜层2；待真空室温度降至室温时，再对Cu膜料预蒸发(10 20min)，然后以一定速率沉~
积Cu膜层3，即可获得Cu/ITO复合薄膜。

[0032] 将制备完的Cu/ITO复合薄膜放置于电子束辐照系统中，待真空室抽至一定真空度时，在一定功率下，用电子束辐照轰击复合薄膜的表面15min使其改性，并冷却（至室温）一定时间即可获得所述具有近红外波段透射增强特性的Cu/ITO复合薄膜。

[0033] 其中，所述一定真空度大于5×10-4Pa；所述烘烤温度为300-400℃；所述一定速率为1.0-3.0Å/s；所述一定功率为100-150W；所述一定时间为30min。

[0034] 以上实施例仅为本发明构思下对基本原理和主要特征的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。