本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

透明導(dǎo)電材料是一種既能導(dǎo)電又在可見光范圍內(nèi)具有高透過率的一種材料。透明導(dǎo)電材料作為一種重要的功能材料在光/電子工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，它可作為平板顯示器以及太陽能電池的透明電極；在汽車、飛機(jī)、冷庫和儀器儀表方面做可視觀察的防霜防霧膜；利用其良好的電磁屏蔽作用，用于計(jì)算機(jī)房、雷達(dá)屏蔽防護(hù)等。在硬質(zhì)玻璃上制備的透明導(dǎo)電材料已達(dá)較高的制備及應(yīng)用水平。在有機(jī)柔性基體上制備的透明導(dǎo)電材料雖然具有可彎曲、重量輕、易攜帶、易于大面積生產(chǎn)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，但是由于其工作溫度范圍較窄的原因，導(dǎo)致了其應(yīng)用的局限性。所以，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上提出了耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備技術(shù)，它同時(shí)具備有機(jī)柔性基體的優(yōu)點(diǎn)和耐高溫的特點(diǎn)，有望開拓透明導(dǎo)電薄膜在高溫柔性技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

在普通有機(jī)柔性基底上(PET，PI等)制備的ITO、AZO以及三明治結(jié)構(gòu)（oxide/metal/oxide, OMO）等透明導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性和透光性較好，但是有機(jī)柔性基材有著不可克服的缺陷：不耐高溫、基底與材料之間的結(jié)合力差、并且在基材與導(dǎo)電層之間的線性熱膨脹系數(shù)有著很大的差異。專利“具備高熱穩(wěn)定性的柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備方法及其產(chǎn)品”利用固化后的含氟聚酰亞胺膜層作為基底，有一定的耐高溫性，但所用工藝較為復(fù)雜，制備難度較高。雖然玻璃和金屬箔可以克服以上這些缺陷，但是前者屬于硬質(zhì)材料，彎曲半徑較大，后者透光性差。因此，技術(shù)上就迫切需要發(fā)展一種新型耐高溫、低熱膨脹系數(shù)、表面粗糙度小、透明度高的柔性導(dǎo)電襯底材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法與應(yīng)用，從而解決現(xiàn)有的柔性透明導(dǎo)電材料不耐高溫、熱膨脹系數(shù)高、表面粗糙度大、透明度低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，包括：耐高溫柔性透明基底，及沉積在所述耐高溫柔性透明基底上的透明導(dǎo)電層。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，其中，所述耐高溫柔性透明基底為云母片（包含白云母、氟晶云母）。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，其中，所述透明導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電材料，所述透明導(dǎo)電材料包括SnO₂薄膜、Sb₂O₃薄膜、ZnO薄膜、CdO薄膜、ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、NTO薄膜、三明治結(jié)構(gòu)薄膜、納米銀線、石墨烯、金屬網(wǎng)格、碳納米管。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，其中，所述耐高溫柔性透明基底的厚度為4~100μm。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，其中，所述透明導(dǎo)電層的厚度為25~500 nm。

一種如以上所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括步驟：

a、將靶材安裝在磁控濺射裝置的射頻陰極靶槽中，將耐高溫柔性透明基底放入基片架，把基片架插入濺射室中的基片盤中，調(diào)整靶材和基底之間的距離為40~80 mm；

b、對(duì)濺射室抽氣，使濺射室的真空度小于1.0×10^-3 Pa后，向?yàn)R射室內(nèi)充入氬氣，調(diào)整抽氣量，使濺射室的氣體壓強(qiáng)為0.1~5 Pa；

c、開啟靶材的射頻電源，將基底轉(zhuǎn)至靶材對(duì)應(yīng)位置濺射沉積透明導(dǎo)電層，得到耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜。

另一種如以上所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括步驟：

A、將靶材安裝在脈沖激光淀積裝置的腔內(nèi)，調(diào)整靶基距為40~80 mm；然后將耐高溫柔性透明基底固定在基片托上，安裝至腔內(nèi)，再對(duì)腔體進(jìn)行抽真空，使腔內(nèi)真空度保持在5×10^-5 Pa ~5×10^-4Pa之間；

B、調(diào)整好光路，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，使激光束聚焦至腔內(nèi)的靶材上，沉積透明導(dǎo)電層，得到導(dǎo)電薄膜基材；

C、將步驟B得到的導(dǎo)電薄膜基材進(jìn)行退火，得到耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜方法，其中，所述步驟C中，向腔內(nèi)通入高純氧氣，調(diào)節(jié)氧氣的充氣及抽氣量，使腔體內(nèi)的氧壓保持在5×10^-4~5×10¹ Pa，將步驟B得到的導(dǎo)電薄膜基材加熱至100~600℃進(jìn)行原位退火，保溫20~40 min。

所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜方法，其中，所述步驟C中，將步驟B得到的導(dǎo)電薄膜基材取出，放置于管式爐中，在100~600℃下退火，保溫10~60 min。

一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用，將以上所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜應(yīng)用于光電器件中，作為耐高溫柔性透明薄膜加熱器的基體或者柔性鈣鈦礦太陽能電池的電極材料。

有益效果：本發(fā)明提供了一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法與應(yīng)用，所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，包括：耐高溫柔性透明基底，及沉積在所述耐高溫柔性透明基底上的透明導(dǎo)電層。本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜可耐高溫，熱膨脹系數(shù)低、表面平整、透明度高、光電性能穩(wěn)定，且其制造工藝簡單、成本低廉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜方法具體實(shí)施的流程簡圖。

圖2是采用本發(fā)明所述耐高溫柔性透明薄膜制備的耐高溫柔性透明薄膜加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是采用本發(fā)明所述耐高溫柔性透明薄膜制備的鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法與應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，如圖1所示，包括：耐高溫柔性透明基底1，及沉積在所述耐高溫柔性透明基底1上的透明導(dǎo)電層2。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述耐高溫柔性透明基底1為云母片（Mica），包含白云母、氟晶云母。本發(fā)明所述云母是一種造巖礦物，呈現(xiàn)六方形的片狀晶形、成本低廉、無毒、不污染環(huán)境。云母片層狀解理非常完全，進(jìn)行層間剝離后，表面可達(dá)原子級(jí)平整，有玻璃光澤，薄片具有彈性，透光性好。云母片可耐高溫（＞600℃），透光性和柔性均隨著厚度的減小而逐漸增大，熱膨脹系數(shù)小，在對(duì)其進(jìn)行基底加熱或退火處理后，其微觀結(jié)構(gòu)與光電性能都可以得到提升，表面平整、光電性能穩(wěn)定（在數(shù)次機(jī)械彎曲之后基本不變），與基底之間結(jié)合牢固。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層2可以為不同的透明導(dǎo)電材料，其包括但不限于In，Sb，Zn和Cd的氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜，例如SnO₂薄膜（二氧化錫薄膜）、Sb₂O₃薄膜（三氧化二銻薄膜）、ZnO薄膜（氧化鋅薄膜）、CdO薄膜（氧化鎘薄膜）、ITO薄膜（氧化銦錫薄膜）、AZO薄膜（摻鋁氧化鋅薄膜）、FTO薄膜（摻雜氟的SnO₂薄膜）、NTO薄膜（Nb摻雜TiO₂薄膜）；其還包括三明治結(jié)構(gòu)薄膜（OMO）、納米銀線、石墨烯、金屬網(wǎng)格、碳納米管（CNTs）。

其中，所述石墨烯包含單層石墨烯和多層石墨烯，三明治結(jié)構(gòu)薄膜包括氧化物半導(dǎo)體/金屬/氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)薄膜（例如ITO/Ag/ITO）、氧化物半導(dǎo)體/氧化物半導(dǎo)體/氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)薄膜（例如ZAO/ITO/ZAO）。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述耐高溫柔性透明基底的厚度為4~100μm 。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層的厚度為25~500 nm；優(yōu)選為100 nm。

進(jìn)一步的，將透明導(dǎo)電層2沉積在耐高溫柔性透明基底1上的沉積方法有多種，包括：脈沖激光沉積法（PLD，L-MBE），磁控濺射法，溶膠-凝膠法（Sol-gel），化學(xué)氣相沉積法（CVD）等。

本發(fā)明提供的其中一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其為在耐高溫柔性透明基底上采用磁控濺射沉積法制備耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，包括步驟：

S110、將靶材安裝在磁控濺射裝置的射頻陰極靶槽中，將耐高溫柔性透明基底放入基片架，把基片架插入濺射室中的基片盤中，調(diào)整靶材和基底之間的距離為40~80 mm；

具體實(shí)施時(shí)，可以將純度99.99wt%的氧化物靶材安裝在磁控濺射裝置的濺射室中的一個(gè)水冷的射頻陰極靶槽中，將剝離后厚度為8-50μm的柔性透明基底云母放入基片架，把基片架插入濺射室中的基片盤中，調(diào)整靶材和基底之間的距離為40-80 mm。

S210、對(duì)濺射室抽氣，使濺射室的真空度小于1.0×10^-3 Pa后，向?yàn)R射室內(nèi)充入氬氣，調(diào)整抽氣量，使濺射室的氣體壓強(qiáng)為0.1~5 Pa；

具體實(shí)施時(shí)，將濺射室和氣體管道抽氣，使濺射室的基礎(chǔ)真空小于1.0×10^-3 Pa，后向?yàn)R射室內(nèi)充入純度為99.99%的氬氣，調(diào)整抽氣量，使濺射室的氣體壓強(qiáng)為0.1-5 Pa。

S310、開啟靶材的射頻電源，將基底轉(zhuǎn)至靶材對(duì)應(yīng)位置濺射沉積透明導(dǎo)電層，得到耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜；

具體實(shí)施時(shí)，開啟氧化物靶材的射頻電源，待射頻輝光放電穩(wěn)定后，將柔性基底轉(zhuǎn)志靶材對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行濺射沉積透明導(dǎo)電薄膜，薄膜沉積過程中的厚度由測(cè)控濺射裝置的膜厚監(jiān)控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明提供的另一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其為在耐高溫柔性透明基底上采用脈沖激光淀積法制備耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，包括步驟：

S120、將靶材安裝在脈沖激光淀積裝置的腔內(nèi)，調(diào)整靶基距為40~80 mm；然后將耐高溫柔性透明基底固定在基片托上，安裝至腔內(nèi)，再對(duì)腔體進(jìn)行抽真空，使腔內(nèi)真空度保持在5×10^-5 Pa ~5×10^-4Pa之間；

具體實(shí)施時(shí)，可以將99.99wt%的氧化物靶材安裝在脈沖激光淀積裝置的腔內(nèi)，調(diào)整靶基距為40-80 mm；將云母片進(jìn)行機(jī)械剝離，使其厚度為8-50 μm，將其固定在基片托上，安裝至腔內(nèi)；對(duì)腔體進(jìn)行抽真空，使腔內(nèi)的大氣壓強(qiáng)保持在5×10^-5 Pa ~5×10^-4 Pa之間。

S220、調(diào)整好光路，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，使激光束聚焦至腔內(nèi)的靶材上，沉積透明導(dǎo)電層，得到導(dǎo)電薄膜基材；

具體實(shí)施時(shí)，調(diào)整好光路，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器（頻率為2-10 Hz，激光強(qiáng)度為200-300 mJ），使激光束聚焦至腔內(nèi)的靶材上，開始沉積透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層厚度為25-500 nm。

S320、將步驟B得到的導(dǎo)電薄膜基材進(jìn)行退火，得到耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜。

進(jìn)一步的，所述步驟S320中，將步驟S220得到的導(dǎo)電薄膜基材進(jìn)行退火的其中一種優(yōu)選方法為：向腔內(nèi)通入高純氧氣，調(diào)節(jié)氧氣的充氣及抽氣量，使腔體內(nèi)的氧壓保持在5×10^-4~5×10¹ Pa，將步驟B得到的導(dǎo)電薄膜基材加熱至100~600℃進(jìn)行原位退火，保溫20~40 min；

具體實(shí)施時(shí)，可以在沉積過后，后向腔內(nèi)沖入高純氧氣，調(diào)節(jié)氧氣的充氣及抽氣量，使腔體內(nèi)的氧壓保持在5×10^-4~5×10¹ Pa，將基底加熱，溫度為100-600℃進(jìn)行原位退火，保溫時(shí)間為30 min。

進(jìn)一步的，所述步驟S320中，將步驟S220得到的導(dǎo)電薄膜基材進(jìn)行退火的另一種優(yōu)選方法為：將步驟S220得到的導(dǎo)電薄膜基材取出，放置于管式爐中，在100~600℃下退火，保溫10~60 min；

具體實(shí)施時(shí)，可以在沉積過后，取出基材，將其放置于管式爐中100-600℃下退火，保溫時(shí)間為10-60 min。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案，可以控制腔體內(nèi)真空為6×10^-5 Pa，靶基距為50 mm，退火溫度為500℃，得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，其方塊電阻為10-800 Ω/□、可見光平均透光率高于80%，材料結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與基材結(jié)合牢固。

本發(fā)明還提供了一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用，將以上所述的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜應(yīng)用于光電器件中，作為耐高溫柔性透明薄膜加熱器的基體或者柔性鈣鈦礦太陽能電池的電極材料。

本發(fā)明利用所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜耐高溫的特點(diǎn)，解決傳統(tǒng)柔性薄膜加熱器工作溫度范圍較窄，以及傳統(tǒng)柔性鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率較低的問題，以達(dá)到其在上述兩種光電器件中應(yīng)用的目的。

采用以上優(yōu)選實(shí)施方案制備出的光電性能良好的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，十分適合用來制備耐高溫柔性透明薄膜加熱器和柔性鈣鈦礦太陽能電池。與現(xiàn)有的柔性透明薄膜加熱器相比，采用本發(fā)明所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜制備的耐高溫柔性透明薄膜加熱器的工作溫度范圍（30~600℃）有明顯的拓寬，同時(shí)熱反應(yīng)時(shí)間也極大的縮短；與現(xiàn)有的柔性鈣鈦礦太陽能電池相比，采用本發(fā)明所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜制備的柔性鈣鈦礦太陽能電池，可采用高溫制備工藝，光電轉(zhuǎn)化效率有明顯的提升。

下面以不同透明導(dǎo)電層的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜做詳細(xì)說明：

實(shí)施例1：透明導(dǎo)電層為100 nm ITO

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；將純度為99.99wt%的商品ITO靶材安裝在脈沖激光沉積系統(tǒng)的腔內(nèi)，用雙面膠將其粘在基片托上（常溫沉積），安裝至腔內(nèi)，調(diào)整靶基距為50 mm；將腔體抽氣，使腔內(nèi)的壓強(qiáng)保持為1.0×10^-4 Pa；調(diào)整好光路，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，使激光束聚焦至腔內(nèi)的靶材上，在室溫下開始沉積薄膜，薄膜厚度為100 nm；沉積過后，后向腔內(nèi)充入高純氧氣，調(diào)制充氣及抽氣量，使腔體的氣體壓強(qiáng)為10 Pa，將基材加熱至溫度為500℃進(jìn)行原位退火，保溫時(shí)間為30 min；待溫度降為室溫后，取出導(dǎo)電薄膜基材；所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為80 Ω/□、可見光平均透光率為86%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例2：透明導(dǎo)電層為200 nm ITO

制備工藝基本同實(shí)施案例1所述，所不同的是沉積的ITO薄膜厚度為200 nm。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為40 Ω/□、可見光平均透光率為83%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例3：透明導(dǎo)電層為50 nm ITO

制備工藝基本同實(shí)施案例1所述，所不同的是沉積的ITO薄膜厚度為50 nm。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為300 Ω/□、可見光平均透光率為88%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例4：透明導(dǎo)電層為100 nm ITO

制備工藝基本同實(shí)施案例1所述，所不同的是沉積的ITO薄膜的退火溫度為400℃。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為200 Ω/□、可見光平均透光率為85%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例5：透明導(dǎo)電層為100 nm AZO

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；將純度99.99wt%的AZO靶材安裝在磁控濺射裝置的濺射室中的一個(gè)水冷的射頻陰極靶槽中，將剝離后厚度為15μm的柔性透明基底云母放入基片架，把基片架插入濺射室中的基片盤中，調(diào)整靶材和基底之間的距離為40-80 mm；將濺射室和氣體管道抽氣，使濺射室的基礎(chǔ)真空為1.0×10^-4 Pa，后向?yàn)R射室內(nèi)充入純度為99.99%的氬氣，調(diào)整抽氣量，使濺射室的氣體壓強(qiáng)為1 Pa；開啟AZO靶材的射頻電源，待射頻輝光放電穩(wěn)定后，將柔性基底轉(zhuǎn)至靶材對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行濺射沉積厚度為100 nm的AZO透明導(dǎo)電薄膜，薄膜沉積過程中的厚度由測(cè)控濺射裝置的膜厚監(jiān)控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為56 Ω/□、平均可見光透光率為86%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例6：透明導(dǎo)電層為100 nm FTO (F:SnO₂)

制備工藝基本同實(shí)施例1所述，所不同的是將靶材換為FTO，所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為20 Ω/□（F摻雜濃度為15%）、可見光平均透光率為84%（F摻雜濃度為6%）。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例7：透明導(dǎo)電層為100 nm NTO（Nb:TiO₂）

制備工藝基本同實(shí)施例1所述，所不同的是將靶材換為NTO，所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為80 Ω/□（Nb摻雜濃度為10%）、可見光平均透光率為80%（Nb摻雜濃度為4%）。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例8：透明導(dǎo)電層為ITO（50 nm）/Ag（15 nm）/ITO（50 nm）

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；將純度為99.99wt%的商品ITO靶材和Ag靶材安裝在脈沖激光沉積系統(tǒng)的腔內(nèi)，使用銀膠將基材粘附在基片托上，安裝至腔內(nèi)，調(diào)整靶基距為50 mm；開始對(duì)腔體進(jìn)行抽真空，使腔內(nèi)的大氣壓強(qiáng)保持在1.0×10^-4 Pa左右；調(diào)整好光路，啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，使激光束聚焦至腔內(nèi)的ITO靶材上，在室溫下開始沉積薄膜，薄膜厚度為50 nm；沉積過后，后向腔內(nèi)充入高純氧氣，調(diào)制充氣及抽氣量，使腔體的氣體壓強(qiáng)為10 Pa，將基材加熱至溫度為500℃進(jìn)行原位退火，保溫30 min后，關(guān)掉氧氣閥；待降至室溫后，調(diào)整腔內(nèi)的靶材位置，再次啟動(dòng)準(zhǔn)分子激光器，使激光束聚焦至腔內(nèi)的Ag靶材上，在室溫下開始沉積薄膜，薄膜厚度為15 nm；最后再次調(diào)整腔內(nèi)的靶材位置，重復(fù)上述ITO薄膜的制備工藝，再次沉積一層厚度為50 nm的ITO薄膜，沉積過后，后向腔內(nèi)充入高純氧氣，調(diào)制充氣及抽氣量，使腔體的氣體壓強(qiáng)為10 Pa，將基底加熱至溫度為500℃進(jìn)行原位退火，保溫30 min后，關(guān)掉氧氣閥；待溫度降為室溫后，取出導(dǎo)電薄膜基材。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為30Ω/□、可見光平均透光率為67%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例9：透明導(dǎo)電層為AZO（30 nm）/Ag（15 nm）/AZO（30 nm）

制備工藝基本同實(shí)施例8所述，所不同的是將ITO靶材換為AZO靶材，并且在沉積AZO薄膜的過程中保持襯底溫度為200℃，氧壓為0.5 Pa，所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為2Ω/□、可見光平均透光率為75%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例10：透明導(dǎo)電層為單層石墨烯

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；直接用轉(zhuǎn)移法將Cu箔上的單層石墨烯轉(zhuǎn)移到云母片上；所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為450Ω/□、可見光平均透光率為92%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例11：透明導(dǎo)電層為多層石墨烯（15層）

制備工藝同實(shí)施例10所述，所不同的是轉(zhuǎn)移多層石墨烯(15層)。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為130Ω/□、可見光平均透光率為86%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例12：透明導(dǎo)電層為納米銀線

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；將抽濾好的AgNWs-MCE膜正面貼在云母片上，然后熱壓機(jī)加熱100℃，用壓力為0.5MPa壓20分鐘；用55℃丙酮蒸汽烘4分鐘至MCE膜完全透明，然后放入丙酮溶液中浸泡15分鐘，將MCE膜完全溶解。所得到的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻為60Ω/□、可見光平均透光率為85%。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例13：透明導(dǎo)電層為金屬網(wǎng)格

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；采用激光燒結(jié)Ag顆粒墨水并將未燒結(jié)的Ag墨水洗去的方法在柔性襯底云母片上制備出二維金屬方格透明導(dǎo)電薄膜，金屬網(wǎng)格的線寬為15 um，透過率為85%，方塊電阻小于30Ω/□。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。用銀顆粒墨水直接書寫制備金屬網(wǎng)格，金屬線寬為5μm，高280 nm，線中心間距在400μm時(shí)其透過率最高，為94%。在300℃下退火2 h，可獲得具有導(dǎo)電性的金屬網(wǎng)格，電阻率為3.64×10^-5Ω﹒cm。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

實(shí)施例14：透明導(dǎo)電層為碳納米管（CNTs）

耐高溫柔性透明基底采用厚度為15μm的云母片，直接進(jìn)行機(jī)械剝離，不需清洗；用十二烷基磺酸鈉(SDS)分散CNTs，然后通過真空抽濾的方法將CNTs均勻地沉積在濾膜上形成薄膜，洗去SDS，最后將形成的薄膜轉(zhuǎn)移到透明基底上得到CNT-TCFs；然后向Arc碳管制成的薄膜中摻雜氯化亞砜（SOCl₂）能明顯改善薄膜的導(dǎo)電率提高約2.4倍，而對(duì)薄膜的光透性幾乎沒有影響；最后可以得到電阻率為160Ω/□，透光率為87%的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜。薄膜結(jié)構(gòu)和光電性能穩(wěn)定，與云母片基底結(jié)合牢固。

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜在光電器件中的應(yīng)用做詳細(xì)說明：

實(shí)施例15： 耐高溫柔性透明薄膜加熱器(ITO為導(dǎo)電發(fā)熱材料)

采用以上優(yōu)選實(shí)施方案制備的耐高溫柔性透明薄膜制備薄膜加熱器，結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中圖中箭頭方向?yàn)榘l(fā)熱方向，在制備好的透明導(dǎo)電薄膜10的兩端通過沉積或涂覆一條金屬帶20（Au，Ag，Cu等），然后在兩條金屬帶上分別同時(shí)引出兩條導(dǎo)線，將兩條導(dǎo)線接入Keithley2400數(shù)字源表，形成一條直流通路，利用數(shù)字源表給導(dǎo)電材料施加固定直流電壓，使其發(fā)熱。所得到的耐高溫柔性透明薄膜加熱器的最高加熱溫度明顯高于現(xiàn)有的基底（例如玻璃、PET）制備的薄膜加熱器、且熱響應(yīng)時(shí)間更短，因此極大地拓寬了柔性薄膜加熱器的工作溫度范圍，并極大縮短了熱響應(yīng)時(shí)間。

實(shí)施例16： 耐高溫柔性透明薄膜加熱器(AZO為導(dǎo)電發(fā)熱材料)

制備工藝同實(shí)施例15所述，所不同的是將薄膜加熱器的導(dǎo)電層換為AZO薄膜，所得到的耐高溫柔性透明薄膜加熱器同樣也較大地拓寬了柔性薄膜加熱器的工作溫度范圍，并極大縮短了熱響應(yīng)時(shí)間。

實(shí)施案例17： 柔性鈣鈦礦太陽能電池(以ITO/ Mica為電極)

采用以上優(yōu)選實(shí)施方案制備的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜制備鈣鈦礦太陽能電池，結(jié)構(gòu)如圖3所示，從下至上依次包括云母片41、ITO薄膜42、TiO₂電子傳輸層43、鈣鈦礦層44、空穴傳輸層45、背電極（Au）46；其中TiO₂電子傳輸層使用PLD工藝制備，鈣鈦礦層（CH₃NH₃PbI_3-xCl_x）、空穴傳輸層均采用Sol-gel工藝制備；使用Keithley 2400源表測(cè)量電池的I-V特性，太陽光模擬器為Newport 69911，其功率為300W。得到的柔性鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為9.67%。

實(shí)施案例18： 柔性鈣鈦礦太陽能電池(以AZO/ Mica為電極)

制備工藝同實(shí)施例17所述，所不同的是將電池底電極換為AZO，得到的柔性鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為13.73%。

本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜同現(xiàn)有透明導(dǎo)電材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明采用的耐高溫柔性透明基底可耐高溫，制造工藝簡單、成本低廉，無毒、不污染環(huán)境，所制成的耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性和光學(xué)透過率高，厚度均勻性好，表面平整，光電性能穩(wěn)定，與基材結(jié)合牢固。

本發(fā)明將所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜作為耐高溫柔性透明薄膜加熱器的基體以及柔性鈣鈦礦太陽能電池的電極材料，制備出工作溫度范圍大、熱反應(yīng)時(shí)間短的柔性透明薄膜加熱器，同時(shí)通過高溫工藝（>450℃）制備出高效率的柔性太陽能電池，為耐高溫柔性透明薄膜加熱器和柔性太陽能電池的發(fā)展提供新的路徑。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法與應(yīng)用，所述耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜，包括：耐高溫柔性透明基底，及沉積在所述耐高溫柔性透明基底上的透明導(dǎo)電層。本發(fā)明耐高溫柔性透明導(dǎo)電薄膜可耐高溫，熱膨脹系數(shù)低、表面平整、透明度高、光電性能穩(wěn)定，且其制造工藝簡單、成本低廉。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。