涂层与影像材料技术-201004.doc

主 编 郑文耀 责任编辑 王世卿 涂层与影像材料技术 网格结构透明导电膜产品与技术分析 1 PET薄膜分析评价技术 12 溶胶-凝胶技术原理及其应用（二） 24 柯达公司热显影光热敏激光打印胶片 41 有机薄膜太阳能电池构造及基本技术 62 网格结构透明导电膜产品与技术分析 1 有机类太阳能电池与所用透明导电膜现状 有机类太阳能电池分为染料敏化太阳能电池与有机薄膜太阳能电池2种。此类电池的特点是在光吸收层 (光电转换层) 使用有机化合物，制造方式简单并且生产成本低，因为可以采用塑料基材而具有挠性特色，正在崛起。此类电池需要解决的问题是其转换效率与使用寿命过低。当前，其发展潜力备受瞩目，以致近年来的开发竞争日趋激烈。 染料敏化太阳能电池结构 染料敏化太阳能电池基本结构包括2片透明电极、两电极之间夹着吸附了染料的TiO2层与电解质层。染料敏化电池所用基板按照软硬程度可分为刚性与柔性2大类；依材质分为玻璃、金属基板及塑料3大类。塑料基板由于质轻、价廉、耐冲击、具有良好的加工性，在大量生产并考虑成本时受到重视。 图1 染料敏化太阳能电池结构 有机薄膜电池结构 有机薄膜电池基本结构包括2片透明电极，两电极之间夹着印刷活性材料、透明薄膜基材以及保护电池片的护膜。 图2 有机薄膜电池结构 有机类电池所用透明导电膜 从以上采用塑料基材的染料敏化太阳能电池与有机薄膜电池的结构可以看出，透明电极是电池的重要组成部分。为了达到电池性能及工艺上的要求，透明电极需要具有低电阻、较高的光透率及化学稳定性，与此相适应的多种类型的透明导电膜也引起了业界的关注。 （1）ITO透明导电膜，其电阻值低于其他材料，所以成功应用于太阳能电池行业。 （2）复合式透明导电膜FTO/ITO、ATO/ITO、SnO2/ITO，此类导电膜结合了不同性能的TCO（transparent and conductive oxide），以多层结构彰显其优点并隐藏缺 点。如FTO在导电性及穿透性表现上均远比ITO差，SnO2为掺杂基底的透明导电氧化物 具有优异的热稳定及耐化学性，能够弥补ITO在此方面的不足。因此可设计结合ITO在光电性能及SnO2为基底的透明导电氧化物在热稳定及耐化学性优点的新型产品。目前已有 FTO/ITO、ATO/ITO、SnO2/ITO等组合的双层复合式透明导电膜被报导，并成功地应用于染料敏化电池。 （3）含金属夹层的复合式透明导电膜TiO2/Ag/TiO2，此三明治结构引入高延展性的金属夹层，提高光透过率并降低电阻，并同时提高柔性，更可适用于塑料基材上。例如以Ag 金属薄膜与折射率高的氧化铟、氧化锡或二氧化钛等透明材料，制作成ZnO/Ag/ZnO、ITO/Ag/ITO透明导电薄膜，通过控制折射率及膜厚来降低反射率、提升可见光透过率及低电阻的要求。目前此类含金属夹层的复合式透明导电膜多以溅镀工艺制作，因制造工艺复杂尚无量产产品出现。 （4）高分子透明导电膜，具有导电性的高分子材料种类繁多，如聚乙炔(Polyacetylene)、聚苯胺(Polyaniline)、聚咇咯(Polypyrrole)、聚吩(Polythiophene)等，兼顾透明及高导电材料是吩系列中的(3,4-乙撑二氧噻吩)（ PEDOT）和水溶性高分子电介质聚苯乙烯磺酸（PSS）的水溶液。因为PEDOT具有良好的化学稳定性与高导电率，PSS的掺杂解决了PEDOT的不溶性问题。PEDOT：PSS膜具有较高的机械强度、可见光透过率与稳定性。PEDOT:PSS有机会取代昂贵的铂(Pt)，在染料敏化太阳能电池中作为正极材料有机太阳能电池作为缓冲层作为缓冲层的有机太阳能电池，或用作电极的染料敏化太阳能电池的效率都约在6%。不一定非要整面连续的透明导电材料才能制作透明导电膜，用不透明的高导电材料制作成网格构造后，也可达到看起来既透明又可导电的效果网格结构也不一定非要形成整齐的格状结构才能发挥透明导电的效果）以取代透明电极使用的ITO为目标在PET薄膜导电性材料，通过调整银线的粗细及图案改变薄膜电阻值。薄膜电阻值的范围为0.2～3000Ω/□其中最小可实现0.2Ω/□的低值也是其一大特点。ITO电阻值很低的特殊产品也为20Ω/□左右一般为80～500Ω/□左右透射率，可见光区域中可达到80％以上，最大可达89％实现了较高的可弯曲性设想广泛用于液晶面板、PDP、触摸面板、使用无机EL的平面光源以及太阳能电池等用途。以取代透明电极使用的ITO为目标导电性粒子使用A