透明导电薄膜及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种透明导电薄膜及其制备方法和应用，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌10~20份，乙醇胺3~8份，乙二醇甲醚10~30份，六次甲基四胺8~12份，氧化锡10~15份，氧化钼2~6份，铝1~5份，增强剂2~5份。还包括邻二氯苯0.3~1.6份。所述增强剂为碳硅纤维。该透明导电薄膜具有良好的可见光透过性和导电性能，薄膜的可见光区域的平均透过率超过85.0%，方块电阻低于30?/sq，有望作为透明底电极应用于太阳能电池之中，为进行太阳能电池透明电极的开发研究具有一定意义。
【专利说明】透明导电薄膜及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池导电膜材料【技术领域】，具体涉及一种透明导电薄膜及其制 备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 在社会高速发展的今天，不可再生资源不断减少，为此寻找和开发新能源成摆在 了人类发展的进程中。众所周知，不可再生能源的使用经常会伴随着生态环境的污染，这 也是人类不得不要去解决的难题。太阳能作为一种绿色能源对环境没有任何无污染性，而 且它的来源简单，可以说是在人类的生存年限内其是取之不尽用之不竭的。太阳能不仅是 一次性能源，还是清洁能源，它资源丰富、普遍存在、无需运输、还可免费使用、最重要的是 对环境没有任何污染。太阳能电池也因太阳能的特殊性具有许多其他发电方式所不具备的 优点：不受地域限制、不消耗燃料、规模可大可小、灵活性大、无污染、无噪音、安全可靠、建 设周期短、维护简单、最具有大规模应用的可能性。所以很多专家把太阳能能源作为可替代 的能源去开发，希望太阳能够造福于人类。现如今所使用的太阳能有很大一部分是由太阳 电池转换得来的。因为太阳能电池对光有感应，能够把照射在其表面的光能转换为电能。 目前，在有关专家的努力下，太阳能电池己经走向了商业化和产业化。
[0003] 透明导电薄膜可作为有机太阳能电池的底电极，并提供了辐射光进入器件的通 道。应用的最为广泛的是IT0导电玻璃。IT0是铟氧化物和锡氧化物的混合物。通常，它 们的质量份数分别为90%和10%。IT0薄膜在氧化物导电膜中的透过率最高，导电性能最 好，而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形，因此在光电领域内获得了广泛的应用。但是由于 IT0的主要元素成分之一的铟是相对稀缺的元素，所以IT0对于人们的需求来讲过于昂 贵。从这个意义上说，为光伏电池和其他光电器件开发应用其他的或是新型的透明导电薄 膜就显得很有必要了。开发新的透明导电薄膜对于聚合物太阳能电池的透明电极的研究有 着重要的意义。透明导电氧化物（TC0)包括FT0、IT0、AZ0等，虽然广泛应用于光电器件， 但是在某些情况下它们的电阻率仍然不足够低来满足这些实用性的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种透明导电薄膜及其制备方法和应用，该透明导电薄膜具 有良好的可见光透过性和导电性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为： 一种透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌1(T20份，乙醇胺:T8份，乙二 醇甲醚1(T30份，六次甲基四胺8?12份，氧化锡1(T15份，氧化钥2飞份，铝1飞份，增强 剂2?5份。
[0006] 还包括邻二氯苯0.3?1.6份。
[0007] 所述增强剂为碳硅纤维。
[0008] 透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌12~18份，乙醇胺4~6份，乙二 醇甲醚15~25份，六次甲基四胺1(T12份，氧化锡12~14份，氧化钥：T5份，铝2~4份，邻二 氯苯0. 6~1. 2份，增强剂：T4份。
[0009] 透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌16份，乙醇胺5份，乙二醇甲 醚20份，六次甲基四胺11份，氧化锡13份，氧化钥4份，铝3份，邻二氯苯0.9份，增强剂 3. 5 份。
[0010] 所述透明导电薄膜的制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至5(T80°C，高速 搅拌2?4h，形成透明的胶体，静置18?30h ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到的 胶体中，搅拌，升温至50(T8(KrC，相互熔融渗透，搅拌l(T20h，暴露于紫外光下，紫外光功 率为80(Tl200W，暴露时间为1?3h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。
[0011] 步骤1)中加热至65°c，高速搅拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速 为 12000rpm。
[0012] 步骤2)中升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h。
[0013] 步骤3)中匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0014] 所述透明导电薄膜在制备太阳能电池透明电极中的应用。
[0015] 有益效果：本发明提供的一种透明导电薄膜及其制备方法和应用，该透明导电薄 膜具有良好的可见光透过性和导电性能，薄膜的可见光区域的平均透过率超过85. 0%，方 块电阻低于30Q/sq，有望作为透明底电极应用于太阳能电池之中，为进行太阳能电池透明 电极的开发研究具有一定意义。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 一种透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌10份，乙醇胺3份，乙二醇甲 醚10份，六次甲基四胺8份，氧化锡10份，氧化钥2份，铝1份，增强剂碳硅纤维2份。
[0017] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°c，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0018] 实施例2 一种透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌20份，乙醇胺8份，乙二醇甲 醚30份，六次甲基四胺12份，氧化锡15份，氧化钥6份，铝5份，增强剂碳硅纤维5份。
[0019] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°c，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0020] 实施例3 一种透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌10份，乙醇胺3份，乙二醇甲 醚10份，六次甲基四胺8份，氧化锡10份，氧化钥2份，铝1份，邻二氯苯0.3份，增强剂 碳硅纤维2份。
[0021] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°c，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0022] 实施例4 一种透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌20份，乙醇胺8份，乙二醇甲 醚30份，六次甲基四胺12份，氧化锡15份，氧化钥6份，铝5份，邻二氯苯1.6份，增强剂 碳娃纤维5份。
[0023] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°C，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0024] 实施例5 透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌12份，乙醇胺4份，乙二醇甲醚15 份，六次甲基四胺10份，氧化锡12份，氧化钥3份，铝2份，邻二氯苯0.6份，增强剂碳硅 纤维3份。
[0025] 制备方法，包括如下步骤： 1)将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°C，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0026] 实施例6 透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌18份，乙醇胺6份，乙二醇甲醚25 份，六次甲基四胺12份，氧化锡14份，氧化钥5份，铝4份，邻二氯苯1.2份，增强剂碳硅 纤维4份。
[0027] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°C，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0028] 实施例7 透明导电薄膜，组分及各组分质量份数如下：醋酸锌16份，乙醇胺5份，乙二醇甲醚20 份，六次甲基四胺11份，氧化锡13份，氧化钥4份，铝3份，邻二氯苯0.9份，增强剂碳硅 纤维3. 5份。
[0029] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至65°C，高速搅 拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm ; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到 的胶体中，搅拌，升温至700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为 1000W，暴露时间为2h，得到成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。匀胶机低速的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
[0030] 用紫外-可见光谱仪（VarianCary 5000)测试透明导电薄膜的300-800 nm的透 射谱，计算得薄膜的可见光区域的平均透过率，电学性质用Ecopia HMS 3000型霍尔效 应测试仪和SX1934型四探针进行了测量，结果见表1。
[0031] 表1:
【权利要求】
1. 一种透明导电薄膜，其特征在于组分及各组分质量份数如下：醋酸锌1(T20份，乙醇 胺:T8份，乙二醇甲醚1(T30份，六次甲基四胺8?12份，氧化锡1(T15份，氧化钥2飞份， 铝1飞份，增强剂2飞份。
2. 根据权利要求1所述透明导电薄膜，其特征在于：还包括邻二氯苯0.3~1. 6份。
3. 根据权利要求1所述透明导电薄膜，其特征在于：所述增强剂为碳硅纤维。
4. 根据权利要求2所述透明导电薄膜，其特征在于组分及各组分质量份数如下：醋酸 锌12?18份，乙醇胺4?6份，乙二醇甲醚15?25份，六次甲基四胺KT12份，氧化锡12?14 份，氧化钥：T5份，铝2~4份，邻二氯苯0.6~1.2份，增强剂：T4份。
5. 根据权利要求4所述透明导电薄膜，其特征在于组分及各组分质量份数如下：醋酸 锌16份，乙醇胺5份，乙二醇甲醚20份，六次甲基四胺11份，氧化锡13份，氧化钥4份， 铝3份，邻二氯苯0.9份，增强剂3. 5份。
6. 权利要求1所述透明导电薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 将醋酸锌加入到乙二醇甲醚中，配置成溶液，然后加入乙醇胺，加热至5(T80°C，高速 搅拌2?4h，形成透明的胶体，静置18?30h; 2) 将六次甲基四胺、氧化锡、氧化钥、铝、邻二氯苯和增强剂依次加入到步骤1)得到的 胶体中，搅拌，升温至50(T8(KrC，相互熔融渗透，搅拌l(T20h，暴露于紫外光下，紫外光功 率为80(Tl200W，暴露时间为1?3h，成膜材料； 3) 将步骤2)得到的成膜材料采用匀胶机旋涂转移到太阳能电池玻璃衬底上，得到透明 导电薄膜。
7. 根据权利要求6所述透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中加热至 65°C，高速搅拌3h，形成透明的胶体，静置34h，高速搅拌的转速为12000rpm。
8. 根据权利要求6所述透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中升温至 700°C，相互熔融渗透，搅拌15h，暴露于紫外光下，紫外光功率为1000W，暴露时间为2h。
9. 根据权利要求6所述透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中匀胶机低速 的转速为800rpm，高速转速为4000rpm，高速保持30s。
10. 权利要求1所述透明导电薄膜在制备太阳能电池透明电极中的应用。
【文档编号】H01L31/0224GK104376895SQ201410637665
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司