PEDOT第十章第三节 PEDOT替代 ITO.pdf

10.3 替代 ITO TCO 透明导电氧化物 （ ）广泛用作导电电极，例如在太阳能电池，平板显示器，触控面板上的 应用，以及在屏蔽辐射 （用于隔热建筑玻璃），电磁屏蔽窗，冰箱低辐射窗和抗静电涂层等方面具 有最重要应用[55]。所有这些设备都要求材料具有良好的光学透明度、导电性或屏蔽电磁辐射的能 力。这些要求大大的限制了材料的选择范围。蒸镀金属薄膜是优良的电导体。但是它们在可见光谱 ITO ATO K- 范围内具有很高的吸收系数。氧化铟锡 （ ）、掺杂有锑 （ ）或氟的氧化锡 （ 玻璃）、掺 Al AZO [56] TCO 杂有 （ ）的氧化锌等的金属氧化物是最突出的透明导电涂层候选物 。这些 包括具 20 21 -3 ΔE 3.1eV d 10 10 cm 有以下特性： 的宽带隙，填充 壳以避免带间跃迁的金属阳离子， 至 数量 50-100cm 2/Vs [57] TCO 级的高水平掺杂，以及高电子或空穴迁移率 （ ），来满足透明电极的要求 。 膜之所以能被大家接受，是基于其良好的机械，化学和热稳定性以及通过使用与半导体加工线兼容 的标准光刻技术，可将 TCO结构化为细线。 TCO材料的一些限制推动了对替代材料的需求。特别是为了获得高质量的膜，必须通过等离 子体喷射或通过化学气相沉积的沉积工艺。而这些工艺将显著增加膜的总成本。其它沉积工艺，例 如磁控喷射工艺， AZO 的沉积速度快，但是需要高真空和复杂的设备，成本依然提高[56]。使用 可以直接溶液涂覆的材料，例如本征导电聚合物，单壁碳纳米管，或可以进行溶液加工的纳米颗粒 分散体等是降低生产成本的替代方法[58,59,60]。除了可以采用连续生产工艺，如辊对辊涂布，可 湿加工的本征导电聚合物具有良好的柔性且形成的膜表面非常光滑等优点。 在弯曲或滚动装置中 （例如，柔性显示器或触控面板）要求薄膜涂层具有高度柔性的机械性能。 由于结晶氧化物的固有脆性，连续弯曲将形成微裂纹[61]。在这种情况不利于 TCO层，TCO层在 连续弯曲过程中电导率逐渐减少并最终失去导电性。Paetzold 等通过比较在振荡变形下在聚对苯二 PET ITO PEDOT PSS 10.19 甲酸乙二醇酯 （ ）基底上的 和 ： 涂层的导电性解决了这个问题 （参见 ） [62]。 201 Cairns Crawford ITO PEDOT PSS PET PET 和 在 和 ： 涂布的 上施加机械和热应力并观察到 上 ITO PET PEDOT PSS 的 机械性能差，但是具有优异的热，电和光学性能。而 上的 ： 结果刚好相反： 机械性能优异，但在高温下降解严重，而且光电性能较差[63]。 对于透明导电电极，材料的两种性质是最关键的：可见光谱范围内的光学透明度和导电性。根