一种透明导电薄膜的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于薄膜太阳能电池电极制作【技术领域】，具体涉及一种透明导电薄膜。该透明导电薄膜，包括柔性透明薄膜基材，在柔性透明薄膜基材上设置纳米ITO薄膜层，在纳米ITO薄膜层上设置石墨烯薄膜层。优选地，所述石墨烯薄膜层上还设有导电高分子层。本实用新型的有益效果在于：1）采用石墨烯和导电高分子复合组成导电薄膜，结合了石墨烯和导电高分子材料的优势，使得石墨烯保持透明及柔性的同时，提升了石墨烯的导电性能和稳定性；2）成本低、无毒环保，大幅减少ITO材料的使用量。
【专利说明】—种透明导电薄膜
【技术领域】
[0001]本实用新型属于薄膜太阳能电池电极制作【技术领域】，具体涉及一种透明导电薄膜。
【背景技术】
[0002]随着成本的不断降低，太阳能电池正逐步进入人们的生活之中，发挥越来越大的作用。薄膜太阳能电池是太阳能电池中的一种，其采用仅数百纳米厚度的薄膜材料实现光电转化。
[0003]透明导电薄膜是把材料的光学透明性能与导电性能复合在一起的薄膜，其既要有良好的导电性能，又要在一定的光谱范围内具有很高的光透过率。透明导电薄膜正是因为同时具有透明与导电的双重性能，而成为功能材料中非常具有特色的一类薄膜，可用于薄膜太阳能电池的前电极材料。
[0004]目前的薄膜太阳能电池技术均采用化合物结构的透明导电薄膜作为前电极，如掺铝氧化锌(ΑΖ0)，氧化铟锡(IT0)等。
[0005]石墨烯以其高透明度、良好的导电性，在透明电极的应用中具有巨大潜力。石墨烯与氧化铟锡透明电极相比，石墨烯材料具有的优势:
[0006]I)铟材料属于稀有金属，地球上储备有限，价格昂贵；
[0007]2) ITO材料的导电性能不是非常理想，应用时一般的厚度达到100纳米以上，使得材料的机械特性方面较差，而石墨烯借助其独特的成键结构不仅赋予其超高的电子迁移率，也使得其具备良好的柔韧性；
[0008]3)石墨烯的光学特性优于ITO材料，基本上能覆盖整个太阳光谱，单层石墨烯的透光率达到97.7%，而ITO不仅在紫外波段有吸收峰，而且能有效反射红外波段，从而限制了其应用范围；
[0009]4)石墨烯的性质稳定，具有良好的热学和力学特性，而ITO在温度升高至一定高温温度时，其内部结构发生变化，导致载流子浓度逐渐降低，石墨烯内部载流子浓度高达1013cnT2，其理论迁移率能达到200000cm2/V.S。
[0010]因此，石墨烯完全可以取代ITO作为透明电极材料。
【发明内容】
[0011]本实用新型提供了一种透明导电薄膜，该透明导电薄膜兼顾导电性、透光率和柔性的性能。
[0012]本实用新型一种透明导电薄膜，其包括柔性透明薄膜基材，在柔性透明薄膜基材上设置纳米ITO薄膜层，在纳米ITO薄膜层上设置石墨烯薄膜层。
[0013]进一步地，所述石墨烯薄膜层上还设有导电高分子层。
[0014]进一步地，所述的石墨烯薄膜层为2?4层石墨烯。
[0015]进一步地，所述的导电高分子层为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯或聚苯乙炔中的一种。[0016]进一步地,所述的导电高分子层厚度为2nm?20nm。
[0017]进一步地，所述的柔性透明薄膜基材为光学级PET聚酯薄膜层。
[0018]进一步地,所述的石墨烯薄膜层厚度为0.5nm?15nm。
[0019]进一步地，所述的纳米ITO薄膜层厚度为5?20nm。
[0020]本实用新型的有益效果在于:1)采用石墨烯和导电高分子复合组成导电薄膜，结合了石墨烯和导电高分子材料的优势，使得石墨烯保持透明及柔性的同时，提升了石墨烯的导电性能和稳定性；2)成本低、无毒环保，大幅减少ITO材料的使用量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型透明导电薄膜的结构示意图1。
[0022]图2是本实用新型透明导电薄膜的结构示意图1I。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本实用新型作进一步地说明。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，本实用新型一种透明导电薄膜，包括柔性透明薄膜基材1，在柔性透明薄膜基材I上设置纳米ITO薄膜层2，在纳米ITO薄膜层2上设置石墨烯薄膜层3。本实施例制备的透明导电薄膜，石墨烯薄膜层3为2?4层石墨烯。石墨烯薄膜层3厚度为
0.5nm。纳米ITO薄膜层2厚度为5nm。
[0026]实施例2
[0027]如图2所示，本实用新型一种透明导电薄膜，包括柔性透明薄膜基材1，在柔性透明薄膜基材I上设置纳米ITO薄膜层2，在纳米ITO薄膜层2上设置石墨烯薄膜层3。石墨烯薄膜层3上还设有导电高分子层，该导电高分子层为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯或聚苯乙炔中的一种，导电高分子层厚度为2nm?20nm。本实施例制备的透明导电薄膜，石墨烯薄膜层3为2?4层石墨烯。石墨烯薄膜层3厚度为15nm。纳米ITO薄膜层2厚度为20nm。
[0028]本实用新型的具体制作原理为:
[0029]I)采用化学气相沉积法，在镍箔作为基底及催化剂、C2H4作为气体碳源的条件下，进行石墨烯的生长；
[0030]2)采用电解鼓泡剥离的方法将生长在基底上的石墨烯剥离，转移到表面镀有ITO的光学级PET聚酯薄膜上。
[0031]3)所制备得到得薄膜上再采用旋涂法在石墨烯表面涂布导电高分子材料，形成导电高分子层，得到透明导电薄膜。
[0032]本实施例1和2所制备的透明导电薄膜，其透光率为85.2?88.7%，弯曲半径小于5mm时对其电学性能无影响。
[0033]上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种透明导电薄膜，包括柔性透明薄膜基材(1)，其特征在于:在柔性透明薄膜基材(I)上设置纳米ITO薄膜层(2)，在纳米ITO薄膜层(2)上设置石墨烯薄膜层(3)。
2.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的石墨烯薄膜层(3)上还设有导电高分子层。
3.根据权利要求1或2所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的石墨烯薄膜层(3)为2?4层石墨稀。
4.根据权利要求2所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的导电高分子层为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯或聚苯乙炔中的一种。
5.根据权利要求2所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的导电高分子层厚度为2nm ?20nmo
6.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的柔性透明薄膜基材(I)为光学级PET聚酯薄膜层。
7.根据权利要求3所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的石墨烯薄膜层(3)厚度为0.5nm ?15nm。
8.根据权利要求1所述的透明导电薄膜，其特征在于:所述的纳米ITO薄膜层(2)厚度为5?20nm。
【文档编号】H01L31/0224GK203631146SQ201320775004
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】张宇, 张励 申请人:南京理工高新技术发展有限公司