透明导电膜 _原创精品文档.pdfVIP

一、透明导电膜

透明导电膜是既有高的导电性，又对可见光有很好的透光性，而对红外光有较高反射性的薄

膜。透明导电膜主要有金属膜和氧化物半导体膜两大类。

（1）金属透明导电薄膜

当金属膜的厚度在约20nm以下时对光的反射和吸收都较小。由于金属薄膜中存在自由电

子，因此在膜很薄时也具有很好的导电性，且在基片温度较低时就可制备出低电阻膜。常见

的金属透明导电膜有金、银、铜、铝、铬等。为了制备平滑连续的膜，需要先镀一层氧化物

做衬底，再镀金属膜。金属膜的强度较低，其上面常要再镀一层保护层如SiO2或Al2O3

等。

（2）氧化物半导体透明导电膜

这类导电膜主要有SnO2、In2O3、ZnO、CdO、Cd2SnO4等，它们都是n型半导体。对

这种导电膜要求禁带宽度在约3eV以上，且通过掺杂可使其具有高的载流子浓度以得到高

的导电率。目前，应用最广泛的是SnO2和In2O3薄膜。作为半导体材料，化学计理比的

SnO2膜电导率很低，为增加电导率需要加入一些高价离子如Sb5+、P5+等。这样得到的

膜导电性好，对可见光有优异的透光性，强度和化学稳定性都很好，加之成体低，因而得到

广泛应用。根据不同要求可采用CVD、PVD乃至喷涂法来制备。

经过掺杂的In2O3的透光性和导电性均优于SnO2，因而近年来得到比SnO2更为广泛的

应用。化学计量比的In2O3膜，其电导率也很低，为增加电导率需要添加一些锡，通常将

这种膜称为ITO（铟锡氧化物）薄膜，主要是用真空蒸镀或溅射等PVD法来制备，以在较

低温度得到高性能膜。

透明导电膜（主要是SnO2和ITO）具有很广泛的用途，例如用于液晶显示器件及太阳能电

池的透明电极，由于对红外线具有反射能力而被用作防红外线膜、太阳能集热器的选择性透

射膜、玻璃上的防霜透明发热膜等。

1.SnO2透明导电薄膜

（1）工艺特点

利用超声雾化热解淀积工艺，将SnO2:F透明导电薄膜制备于耐高温的衬底之上。本工艺突

出的优点是：所需设备简单，工艺周期短，原材料价格低廉，可制备出与物理淀积方法性能

相当的高质量薄膜，尤其可将SnO2:F透明导电薄膜均匀地制备于管状衬底的内壁。

（2）透明电热膜的性能特点

·电热转换效率高、节能省电寿命长、不易损坏·

外观选择性强、适用范围广·热惯性小·

无明火、安全可靠·产品可小型化、薄型化·

加工工艺简单、结构简单、成本低·

（3）应用

SnO2透明导电薄膜作为一种多功能的无机材料，不仅兼备低电阻，高的可见光透过率，还

具有优良的膜强度和化学稳定性，近年来在功率加热，抗反射涂层，太阳能电池，液晶显示

及光电器件等领域中得到了广泛的应用。将透明导电膜镀于容器表面或玻璃管内壁作为加热

热源，其导电性好、加热均匀、电热转换效率高，直交流电均可使用。透明导电膜透光度好、

无眩光、加热均匀、导电性好的特点，将透明导电膜镀于汽车、飞机的防风玻璃上，可防止

水雾的产生。透明导电膜允许可见光射入室内，同时又能反射红外线的热能，可见光透过率

高达91％。因此可镀于玻璃上形成抗反射涂层制成节能玻璃。

2.锡掺杂的氧化铟(ITO)透明导电膜

锡掺杂的氧化铟(ITO)透明导电膜是一种重要的光电子信息材料，优良的光电特性使其在太

阳能电池、液晶显示器、热反射镜等领域得到广泛的应用。对以玻璃为衬底的ITO透明导

电膜已进行过广泛深入的研究。有机薄膜基片ITO透明导电膜具有可挠曲、重量轻、不易

碎、易于大面积生产、便于运输和设备投资少等独特优点。近年来，国外学者对有机衬底透

明导电膜的低温制备及光电特性进行了研究，结果表明，它可望实现如同玻璃基片透明导电

膜那样的光电特性。有机衬底透明导电薄膜可广泛应用于制造柔性发光器件、塑料液晶

显示器和柔性衬底非晶硅太阳能电池，可用作透明电磁屏蔽及触敏覆盖层等，还可作为透明

隔热保温材料用于塑料大棚、汽车玻璃和民用建筑玻璃贴膜。目前国际上报道的柔性衬底I

TO透明导电膜大都是采用磁控溅射法制备的。

采用DM-300型蒸发系统制备薄膜。用钨丝加热的石英玻璃舟蒸发高纯度的铟锡合金(纯度

为99.999％)，铟锡(锡的质量分数为10%)合金的蒸发温度约为800℃，以纯净的氧气作为

反应气体，氧分压为2×10-2Pa，系统的基础真空度为10-3Pa。衬底用