本发明属于隔热，涉及一种微量参杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极及其制备方法。
背景技术：
1、氧化铟作为一种透明导电氧化物材料，因其优异的导电性和光学透明性，在太阳能电池、平板显示器、触摸屏等光电器件领域得到了广泛应用。然而，随着科技的快速发展和环保意识的增强，对材料性能的要求也在不断提高，特别是在隔热性能方面。传统的氧化铟材料虽然具有良好的导电性和透明性，但在隔热性能方面却存在局限性，这限制了其在一些特定领域的应用。
2、近年来，微量掺杂技术成为了提高材料性能的有效手段之一。通过在氧化铟材料中掺杂微量的其他元素，可以调控其电子结构和物理性能，从而优化其性能表现。锗(ge)和锌(zn)作为两种常见的掺杂元素，在半导体材料中展现出独特的性能调控作用。锗元素的掺杂能够改善材料的电导率和光学性能，而锌元素的掺杂则有助于提高材料的稳定性和抗氧化性。
3、基于此，研究者们提出了微量掺杂锗锌的氧化铟多孔隔热膜电极的概念。这种多孔隔热膜电极通过在氧化铟材料中掺杂微量的锗和锌元素，并结合多孔结构设计，旨在实现优异的隔热性能和导电性能。多孔结构能够有效降低材料的热传导系数，减少热量的传递，从而实现隔热效果。同时，微量掺杂的锗和锌元素能够调控材料的电子结构和光学性能，保持或进一步提升其透明导电性能。
4、公布号为cn 114134458 a的一种具有纳米多孔结构的周期性多层超薄隔热薄膜及其制备和应用通过采用添加多孔结构的方法，包括基底，沉积在基底上的粘结层，以及在基底上周期性依次复合的隔热层和反射层。该薄膜的反射层可有效反射红外线，降低薄膜对环境热辐射的吸收，隔热层可以降低热传导，粘结层可以提高薄膜整体的稳定性和牢固性。通过控制磁控溅射的条件，隔热层具有纳米尺度的多孔结构，可以有效延长热传导路径。但隔热性能较好的二氧化硅二氧化钛均为绝缘，其导电性不足。
5、公告号为cn 114824239 b的锡锑氧化物复合材料及其制备方法与其在制备电池负极上的应用，展现了一种创新的材料设计和制备技术。该专利通过采用冷冻干燥或静电纺丝法构筑多孔碳包覆复合结构，旨在解决锡锑基材料在嵌钠脱钠过程中体积膨胀大、结构易破坏、导电性差等问题，从而提高钠离子在活性材料的循环稳定性和电化学性能。该专利方案中多次循环使用可能会引起电极材料过热。
6、公布号为cn 118184336 a的一种微量掺杂锗锌的无铟靶材及其制备方法，展现了一种创新的材料设计和制备技术。该专利通过将氧化锌粉末和氧化锗粉末掺杂在氧化铟粉末中，使得原材料的致密度和导电率得到了提高。由于制作工艺较为传统，不能在基体上控制隔热膜的材料用料和负载层数。
7、微量掺杂锗锌的氧化铟多孔隔热膜的研究和开发，不仅有望解决传统氧化铟材料在隔热性能方面的局限性，还能够拓展其在节能建筑、智能窗户等领域的应用。此外，通过优化掺杂元素和制备工艺，可以进一步调控材料的性能，实现更广泛的应用前景。因此，对微量掺杂锗锌的氧化铟多孔隔热膜电极的研究具有重要的科学意义和应用价值。
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种微量参杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极及其制备方法。
3、技术方案
4、一种微量参杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极的制备方法，其特征在于步骤如下：
5、步骤1、混合：将氧化铟、氧化锗、氧化锌混合成粉后，将水溶性碳源溶于去离子水中充分溶解后，加入聚乙烯吡咯烷酮充分溶解，再加入铟氧化物混合物超声处理，得到铟氧化物溶解完全的混合溶液；
6、步骤2、碳化：将混合溶液于-60℃～-40℃中冷冻处理6-10h后，真空干燥50-70h，再置于通有氩氢混合气体的管式炉中进行以1-10℃/min的升温速率升温至450-900℃进行碳化，并保温1-3h，得到具有多孔碳包覆结构的铟氧化物复合浆料；所述氩氢混合气体中氢气的体积分数为5％
7、步骤3、喷雾造粒：将所得浆料进行喷雾造粒，得到混合粉末；
8、步骤4、冷压成型：将混合粉末放入模具中，采用冷压成型工艺，将粉末压制成预成型体；
9、步骤5：烧结：将预成型体放入烧结炉进行烧结，以0.3-2.1℃/min的升温速率升温至300℃，进行一次脱水；再以1.6-2.85℃/min的升温速率由300℃升温至650℃进行二次脱水，再以4-6℃/min的升温速率由650℃升温至900-1200℃进行保温、保温时间1-2h；继续以0.5-2℃/min的升温速率由900-1200℃升温至1460-1490℃，保温5-40h，随后在300-650℃烧结脱脂，在900-1490℃烧结通氧，降温得到微量掺杂锗锌的铟基基底；
10、步骤6、溅射：取基底置于磁控溅射台上，先在基底上沉积粘结剂层，然后再周期性依次沉积隔热层和反射层，得到薄膜粗品；
11、步骤7、退火：对薄膜粗品进行退火处理，得到微量掺杂锗锌的氧化铟多孔隔热膜电极。
12、所述步骤2中氧化铟、氧化锗、氧化锌、去离子水、分散剂、粘接剂和消泡剂的重量百分比为90％-99％：0.1％-3％：0.1％-2％：46％-52％：0.1％-0.6％：1％-5％：0.05％-0.1％。
13、所述水溶性碳源为葡萄糖时，每10m l的去离子水中葡萄糖的添加量为0.1～1g、聚乙烯吡咯烷酮的添加量为0.1～1g，铟氧化物的添加量为1～9mmol。
14、所述步骤3中喷雾造粒的进风温度为210-240℃、出风温度为100-120℃。
15、所述步骤3中混合粉末松装密度为≥1.8g/cm3，振实密度为≥2g/cm3，流动性为≥1.5g/s。
16、所述步骤4中冷压成型的压力为170-210mpa，成型时间为40-60min。
17、所述步骤5中的烧结压力为8-16mpa。
18、所述氧化铟粉末的比表面积为8-12m2/g，纯度要求为≥99.99％；所述氧化锗粉末比表面积为3-4m2/g，纯度要求为≥99.99％；所述氧化锌粉末比表面积为9-12m2/g，纯度要求为≥99.95％。
19、一种所述方法制备的微量参杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极，其特征在于包括微量掺杂锗锌的铟基基底、基底上沉积的粘结剂层以及粘结剂层上周期性沉积的隔热层和反射层；所述粘结层厚度为1～1000nm；所述的隔热层厚度为1～1000nm；所述隔热层与反射层的厚度比为1000：1～1000。
20、所述粘结层为cr层；所述反射层为w、ag、al中的一种；所述的隔热层为si c、si3n4、si o2、ti o2、al2o3中的一种或多种。
21、有益效果
22、本发明提出的一种微量参杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极及其制备方法，微量掺杂锗锌的氧化铟多孔结构隔热膜电极由以下制备步骤得到：原料选择、混合、碳化、喷雾造粒、冷压成型、烧结、溅射和退火。本发明的微量掺杂锗锌的氧化铟靶材通过将氧化锌粉末和氧化锗粉末掺杂在氧化铟粉末中，使得靶材的致密度和导电率得到了提高，并且通过不断优化制备工艺和工艺参数，可以获得具有综合性能优异的氧化铟多孔隔热膜电极，使得其能够满足不同应用领域的需求。