ITO透明导电膜的制备及其性能研究

摘要

ITO透明导电膜具有良好的电学和光学性能，在高新技术等领域有广泛的应用。传统的制备方法包括直流磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾热分解法等，但这些方法均不可避免地要求苛刻的真空环境及相应的设备投入，使得薄膜的制备成本一直居高不下。近年来，人们开始探索通过溶胶直接制备法获得 ITO透明导电膜的可能性。该方法的实质是将事先已分散好的、含有纳米 ITO颗粒的溶胶，采用浸渍、涂布等方式直接制备出所需的ITO透明导电膜；由于整个过程不需要真空条件及附属设备，生产成本相对较低，因而已成为当前 ITO透明导电膜制备研究领域的一个重要方向。
　　因此，我们对利用溶胶直接制备法制备透明导电膜的过程进行深入研究，探索溶胶及薄膜制备过程中的影响因素，以期提高薄膜的导电性能及透光性能。
　　首先，本文考察了不同分散方式及不同表面活性剂对ITO溶胶分散性能的影响，分别用动态光散射激光粒度仪和沉降法对溶胶的分散性能进行表征。研究结果表明，选择超声分散和磁力搅拌的混合分散方式能达到很好的分散效果。与此同时，而与其他表面活性剂相比，PVP和PEG(4000)具有较好的分散性能。
　　其次，采用混合分散的方式，分别以 PVP和PEG(4000)为分散剂，制备了两种不同的溶胶体系，并利用正交试验的方法分别对两种溶胶体系的性能及其影响因素做了研究。研究结果表明，在各自最佳制备工艺条件下，以 PVP为分散剂的溶胶体系具有更好的性能，所制备的ITO溶胶的稳定性动力学指数 TSI为0.37，ITO纳米颗粒的含量为10.69％，ITO溶胶的平均粒径为104 nm。
　　最后，以PVP为分散剂制备成稳定的ITO溶胶后，利用涂布法制备了ITO透明导电膜，并研究了热处理条件及表面粗糙度对其性能的影响。研究表明，在一定范围的热处理温度下，ITO透明导电膜的导电性能和透光性能均随着温度的升高而增强；当热处理温度一定时，ITO透明导电膜的导电性能随着热处理时间的延长表现出先增强后减弱的趋势，透光性能随着热处理时间的延长而增强到某一程度后，继续延长热处理时间其透光性保持不变；真空环境有利于提高 ITO透明导电膜的导电性能；在相同的热处理条件下，ITO透明导电膜的导电性能及透光性能均随着表面粗糙度的降低而不断增强。

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第一章 文献综述

1 .1 ITO透明导电膜的特性与应用

1 .2 ITO透明导电膜的制备方法

1 .3 ITO纳米颗粒的分散与稳定

1.4本文的研究意义及内容

第二章 实验部分

2.1实验试剂与仪器

2.2实验方法

2.3 表征与测试

第三章 ITO溶胶的分散及稳定性研究

3.1 ITO纳米粉体的XRD及粒度分析

3.2分散方式对ITO溶胶分散性能的影响

3 .3表面活性剂对ITO溶胶分散性能的影响

3 .4 ITO溶胶的制备工艺的优化

3 .5本章小结

第四章ITO透明导电膜的制备及性能研究

4 .1热处理温度对ITO透明导电膜性能的影响

4 .2热处理时间对ITO透明导电膜性能的影响

4 .3热处理环境对ITO透明导电膜性能的影响

4 .4表面粗糙度对ITO透明导电膜性能的影响

4.5本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢