[发明专利]高导电性有机（无机）/金属/无机（有机）多层结构透明导电薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及透明导电薄膜材料技术领域，具体涉及一种高导电性有机（无机）/金属/无机（有机）多层结构透明导电薄膜的制备方法。

技术背景

透明导电薄膜是一种重要的光电功能薄膜，被广泛的应用于液晶显示、有机发光二极管、触摸屏、薄膜太阳能电池等领域中。目前最常用的并且已经商业化的透明导电薄膜是铟锡氧化物（ITO）薄膜，该薄膜具有较高的可见光透过率和较低的电阻率，常被用在有机太阳能电池和有机发光二极管等光电器件中作为透明电极。然而传统的ITO薄膜不能满足未来光电器件低成本柔性化的需求。这主要是由于ITO薄膜较脆，在受力弯曲时面电阻会急剧增大，这就影响了其在柔性器件中的应用；另外，由于铟元素稀有，使得ITO的制备成本逐年增加。因此，发展无铟低成本且耐弯曲的透明导电薄膜将为未来光电器件的发展起到有益的促进作用。

目前报道的无铟透明导电薄膜主要有以下五类：第一类是以SnO₂和ZnO等为主体材料的掺杂体系的透明导电氧化物薄膜（Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 2328-2331; Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 133506）；第二类是以聚噻吩衍生物聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)（PEDOT）掺杂聚苯乙烯磺酸（PSS）为代表的导电聚合物薄膜（J. Mater. Chem. 2005, 15, 2077-2088; Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 615-622）；第三类是以碳纳米管和石墨烯为代表的碳基透明导电薄膜（Science 2004, 305, 1273-1276; ACS Nano 2010, 4, 5263-5268），第四类是以金属纳米线和金属纳米格栅为代表的金属纳米结构的透明导电薄膜（Nano Lett. 2008, 8, 689-692; Adv. Mater. 2010, 22, 3558-3563）；第五类是基于介质/金属/介质多层结构的透明导电薄膜（Opt. Commun. 2009, 282, 574-578）。其中介质/金属/介质多层结构透明导电薄膜可以通过对金属和介质层厚度的调节同时实现高电导率和可见光区的高透过率，并且该结构的透明导电薄膜具有良好的耐弯曲性，用其作为透明电极制备的柔性器件展现出了良好的性能（J. Mater. Chem. 2012, 22, 17176-17182），这说明这类透明导电薄膜在柔性光电器件中具有潜在的应用前景。然而这类透明导电薄膜在制备和应用中还存在一些问题。例如当将透明导电薄膜制备在不同基底上时，其在不同基底上的附着力及成膜性的不同将严重影响其光电性能；另外，当这类透明导电薄膜作为电极应用于光电器件中时，介质层与器件的有源层接触，因此不同的介质层与有源层之间形成的界面将直接影响光电器件的性能。所以选用具有不同性质的介质层制备介质/金属/介质多层结构透明导电薄膜使其可以与不同的基底和器件有源层形成良好的界面接触将有利于拓展该类透明导电薄膜的应用。目前报道的介质/金属/介质多层结构都是采用无机半导体材料作为介质层，然而受到无机半导体介质层制备工艺及薄膜性质的影响，使得基于无机半导体材料的介质/金属/介质多层透明导电薄膜不能与某些基底或器件有源层形成良好的界面接触，从而限制了这类透明导电薄膜的应用。与无机半导体材料相比，有机半导体材料具有更加广泛的加工工艺，并且具有与无机半导体材料不同的薄膜性质，因此将有机材料引入介质/金属/介质多层结构不仅可以解决介质/金属/介质多层结构与某些基底和有源层之间的界面接触问题，而且可以大大拓展介质材料的选择，更有利于介质/金属/介质多层结构透明导电薄膜在不同结构光电器件中的应用。

发明内容

本发明提供一种基于介质/金属/介质多层结构的，采用无机半导体材料和有机半导体材料分别作为两介质层的，高导电性有机（无机）/金属/无机（有机）多层结构透明导电薄膜的制备方法。

本发明的技术方案具体如下：

一种高导电性有机（无机）/金属/无机（有机）多层结构透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤i、在刚性或柔性平面基板上制备第一介质层；

步骤ii、在所述的第一介质层上制备金属层；

步骤iii、在所述的金属层上制备第二介质层；

所述第一介质层的材料为任意一种有机或无机半导体材料，或任意多种有机或无机半导体材料的混合物；

所述第二介质层的材料为任意一种无机或有机半导体材料，或任意多种无机或有机半导体材料的混合物。