[发明专利]一种叠层透明导电氧化物薄膜、其制法和应用

权利要求书

1.一种叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，其包括一层透明导电氧化物基底层、以及从基底层上生长的一层单晶氧化物纳米结构阵列层。

2.权利要求1所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述单晶氧化物纳米结构排布成紧密的阵列。

3.权利要求1所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述透明导电氧化物基底层为单层或多层堆叠的结构；所述透明导电氧化物基底层由透明导电氧化物材料制成，优选地，所述材料选自锡掺杂氧化铟（ITO），铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌，氧化锌（ZnO）和氟掺杂的氧化锡（FTO）；更优选地，所述材料为氧化锌（ZnO）或铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌。

4.权利要求1所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述单晶氧化物纳米结构阵列层由至少一种透明导电氧化物材料制成，优选地，所述材料选自锡掺杂氧化铟（ITO）、铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌、氧化锌（ZnO）、氟掺杂的氧化锡（FTO）、二氧化钛（TiO₂）、氧化锡（SnO₂）、氧化铟（In₂O₃）和二氧化锆（ZrO₂），所述单晶氧化物纳米结构阵列层的材料与透明导电氧化物基底层的材料可以相同或不同；更优选地，所述材料为氧化锌（ZnO）或铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌。

5.权利要求1至4之一所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述透明导电氧化物基底层的厚度为10nm至2000nm，优选60nm至1000nm，更优选120nm至700nm。

6.权利要求1至5之一所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述单晶氧化物纳米结构阵列层的厚度为10nm至2000nm，优选30nm至1000nm，更优选50nm至500nm。每一根纳米结构的平均直径可以为20nm至200nm。

7.权利要求1至6之一所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述单晶氧化物纳米结构阵列层的生长方向与基底层的法线之间的角度范围为0°至10°。

8.权利要求1至7之一所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其特征在于，在所述单晶氧化物纳米结构阵列层之上还存在一层顶层，所述顶层的材料优选为透明导电氧化物、石墨烯、掺杂石墨烯、金属纳米线。

9.权利要求8所述的叠层透明导电氧化物薄膜，所述顶层为单层或多层堆叠的结构，其材料可以与基底层、单晶氧化物纳米结构阵列层相同或不同，当顶层为透明导电氧化物时，其为多晶或无定形材料，优选地，所述材料选自锡掺杂氧化铟（ITO）、铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌、氧化锌（ZnO）、氟掺杂的氧化锡（FTO）、二氧化钛（TiO₂）、氧化锡（SnO₂）、氧化铟（In₂O₃）、二氧化锆（ZrO₂）；更优选地，所述材料为氧化锌（ZnO）或铝、镓、铟和/或硼掺杂的氧化锌。

10.权利要求8或9所述的叠层透明导电氧化物薄膜，其顶层的厚度为10nm至1000nm，优选30nm至500nm，更优选50nm至200nm。

11.一种制备叠层透明导电氧化物薄膜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）准备以透明导电氧化物材料构成的基底层，

2）在基底层上生长单晶氧化物纳米结构阵列，

3）任选地，在单晶氧化物纳米结构阵列之上添加一层由透明导电氧化物材料、石墨烯或纳米金属线构成的顶层。

12.权利要求1至10之一所述的叠层透明导电氧化物薄膜的用途，其特征在于，其可用于太阳能电池、半导体行业和建筑行业。