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低温 ito 膜的制备及性能研究
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ITO导电薄膜的制备工艺及应用分析
ITO透明导电膜除了具有高可见光透过率和高电导率，还具备其它优良的性能，如高红外反射率、与玻璃有较强的附着力、良好的机械强度和化学稳定性。
　　一种作法是直接加热蒸发In2O3和SnO2的混合膜料，由于膜料的蒸发温度太高，因此必须采用电子束轰击加热，而不适合在工业化生产中应用。另一种作法是使用电阻加热蒸发舟蒸发熔点低的In和Sn混合料，同时反应室中通入氧气，通过反应生成ITO膜。这种方法设备简单、成本低。但要得到性能优良的膜，沉积时基片必须加热到较高的温度，并且必须进行热处理。　　近年来，为了提高膜的质量和降低基片温度，发展了体辅助蒸发制备ITO膜的方法 ，即在真空室中增设电极，施加直流电压，形成直流辉光放电等离子体。由于等离子体对基片的轰击和对膜料分子的活化作用，提高了膜的质量，降低了基片温度。但是基片温度仍然维持在200 ℃以上，而且由于直流辉光放电条件的限制，氧分压必须维持在100Pa以上(在较低的氧分压下，放电将熄灭)。我们知道决定ITO膜电学性能的最主要的参量之一是氧空位的浓度，低的氧分压有可能形成高浓度的氧空位，以获得高的电导率。　　3.3 溶胶- 凝胶(Sol-Ge) 法　　溶胶-凝胶法是制备高性能颗粒、纤维和薄膜的新型方法，80年代初将溶胶-凝胶法应用于镀ITO膜，将异丙醇铟[In(OC3H7)3]和异丙醇锡[Sn(OC3H7 4]溶于酒精，超声混合成溶胶，再用旋转法或提拉法镀在玻璃表面，陈化后进行400～500℃的热处理除去有机成分，然后在还原气氛中冷却到200℃以下。用溶胶-凝胶法可以镀10～12m^2大面积的膜，以制备低辐射(LE)玻璃与中空玻璃。　　此法易于控制薄膜的成分，可以在分子水平控制掺杂，适合掺杂水平要求精确的薄膜，同时可使原材料在分子水平紧密结合，薄膜高度均匀，通过选择溶剂、调整浓度、添加催化剂，可以容易地控制溶胶性质，控制膜厚度，提拉法还可以双面镀膜。　　总之，溶胶- 凝胶法无需真空设备，工艺简单，适用于大面积且形状复杂的基体，对基体无损伤，对ITO薄膜的大型产业化有非常重要的作用。　　用溶胶- 凝胶法制备光电性具佳的ITO膜受到很多因素的影响，其中包括：掺Sn比例、金属离子浓度、提拉速度、烧制温度等。只有选择合适的掺Sn比例(12%左右) 、尽量大的金属离子浓度(约0.64M) 、适当的提拉速度、尽可能高的温度才能制备出优良的ITO膜。　　4、应用　　ITO薄膜因其透明、导电的优良性能而应用广泛。目前主要的应用领域有平板()、电致发光(ELD)、太阳能电池透明电极；由于它对光波的选择性(对可见光的高透过率，对远红外光的高反射率)可作为低辐射玻璃，用于寒冷地区的建筑玻璃窗起热屏障作用，在高纬度的地方采用低辐射玻璃热量传输损失可降低40%左右；由于ITO玻璃导电，可使用在需要屏蔽电磁波的场所，如计算机机房、雷达的屏蔽保护区甚至隐形飞机上，可以做防电磁干扰的透明屏窗或屏蔽层；由于ITO薄膜的折射率(在1.8～1.9的范围内)和导电性，它适合用于硅太阳能电池的减反射涂层和光生电流的收集，在光热转换利用中，作为有效利用太阳热的选择性透过膜，把热能有效地&捕集&到太阳能收集器中。
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*验 证 码：ITO处理技术析解
ITO表面处理方法由于ITO(铟锡氧化物)具有优良的透光性和导电能力,在光电器件中得到了广泛的应用。ITO的导带主要由In和Sn的5s轨道组成,价带是氧的2p轨道占主导地位,氧空位及Sn取代掺杂原子构成施主能级并影响导带中的载流子浓度。ITO由于淀积过程中在薄膜中产生氧空位和Sn掺杂取代而形成高度简并的n型半导体,费米能级EF位于导带底EC之上,因而具有很高的载流子浓度(1×21cm3)及低电阻率(2×10-4~4×10-4Ω·S)。此外,ITO的带隙较宽(Eg=3.5~4.3eV),因而ITO薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。由于具有以上独特的性质,ITO已被作为透明电极广泛应用于有机电致发光器件(OLED)。但ITO属于非化学计量学化合物,淀积条件、清洗方法、后处理工艺等因素都将影响ITO薄膜特性,特别是薄膜表面的化学组成,它将影响ITO的表面功函数。另外,上述因素还会影响ITO薄膜的表面形态,这将影响ITO薄膜和有机层的接触,进而影响OLED的性能。ITO玻璃目前已经商用化,可直接在其上制作OLED,但为了改善OLED的性能,需对ITO膜表面进行处理,使之适应有机物薄膜。虽然表面处理不能改变ITO膜内部的电学、光学性能,但对ITO膜表面的电学性能和表面形态却能得到改进,从而提高OLED的性能。对OLED而言,常用的表面处理方法有:化学方法(酸或碱处理)和物理方法(氧等离子体处理、惰性气体溅射、氧辉光放电及臭氧环境紫外线处理等)。下面详细说明各种处理方法。一、酸碱处理固体表面的结构与组成都与内部不同，处于表面的原子或离子表现位配位上的不饱和性，这是由于形成固体表面时，被切断的化学键造成的。正是由于这一原因，固体表面极易吸附外来原子，使表面产生污染。因环境空气中存在大量水份，所以水是固体表面最常见的污染物。由于金属氧化物表面被切断的化学键位离子键或强极性键，易与极性很强的水分子结合，因此绝大多数金属氧化物的清洁表面，都是被水污染了的。在多数情况下，水在金属氧化物表面最终解离吸附生成OH-及H+,其吸附中心分别为表面金属离子以及氧离子。根据酸碱性理论，M+是酸中心，O－是碱中心，此时水解离吸附是在一对酸碱中心上进行的。在对ITO表面的水进行解离之后，再使用酸碱处理ITO金属氧化物表面时，酸中的H+、碱中的OH－分别被碱中心和酸中心吸附，形成一层偶极层，因而改变了ITO表面的功函数。
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