[发明专利]一种透明导电氧化物薄膜-纳米线网络的制备方法

说明书

本发明涉及一种透明导电氧化物薄膜‑纳米线网络的制备方法。本发明包括步骤1，利用脉冲激光沉积方法在清洁的基底表面生长出透明导电氧化物薄膜；步骤2，然后将表面沉积有透明导电氧化物薄膜的基底取出并在所述透明导电氧化物薄膜表面的指定区域沉积金催化剂膜；步骤3，之后利用脉冲激光沉积方法在所述金催化剂膜表面生长出透明导电纳米线。通过重复步骤2，步骤3获得多级分叉纳米线网络。本发明提供了一种在微纳尺度下设计人工纳米线网络的方法。本发明能实现包括氧化铟锡，氟、锑掺杂氧化锡在内的多种透明导电氧化物纳米线在透明导电基底指定区域的生长，并且能精细地调节纳米线的自组装生长，包括每一步的分叉生长。

技术领域

本发明属于光电技术与新能源材料领域，具体是涉及一种透明导电氧化物薄膜-纳米线网络的制备方法。

背景技术

以氧化铟锡(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)和锑掺杂氧化锡(ATO)为代表的透明导电氧化物(TCO)，由于兼具可见光透过性、电学导电性以及及良好的热、化学稳定性，在透明显示、触摸屏、发光二极管等光电领域，智能窗户等建筑领域，太阳能光伏器件、光解水制氢等能量转换领域，及锂/钠离子电池、超级电容器等能量存储领域中都有重要的应用。透明导电氧化物薄膜的性价比优势，也推动了平板显示、薄膜太阳电池等相关产业的迅猛发展。另一方面，随着科学技术的发展，越来越多的器件朝着小型、高效、柔性方向发展，传统多晶透明导电薄膜有限的电荷传导界面、多晶载流子传输通道、脆性，制约着透明导电氧化物性能的进一步提升。

准一维金属氧化物纳米线的出现，为透明导电氧化物性能的提升带来新的机遇。相对于多晶或者非晶氧化物薄膜，单晶纳米线避免了晶界散射，提供一个载流子快速输运的通道；纳米线直径一般在几十纳米到100纳米可用做今后纳米器件甚至分子器件的电极；纳米线的高长径比赋予纳米线较好的柔韧性，满足今后柔性电子器件的需求；相对于薄膜型电极，纳米线电极显著增加了电极的比表面积，大大增强了透明导电氧化物的电荷收集能力；除过导电能力的增强，通过纳米线直径、长度、构型的调制可实现特定波长的光管理，抑制光反射损失、提高太阳电池效率。鉴于这些优点，近年来多个研究组开展了透明导电氧化物薄膜-纳米线，甚至是薄膜-分叉纳米线的准三维纳米线网络的研究，并应用在高性能发光二极管器件[Nature Nanotechnology 4(2009)239-244]，太阳电池中[Nano Letters15(2015)3088-3095]，取得了很好的研究成果。