一种驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110344010A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910614702.1(22)申请日2019.07.09(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人黄立静张耀赵磊李保家任乃飞(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)C23C14/04(2006.01)C23C14/58(2006.01)C23C14/02(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/08(2006.01)C23C14/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法(57)摘要本发明公开了一种驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，涉及激光微纳加工技术和透明导电薄膜领域，包括如下步骤：对FTO薄膜进行清洗，在清洗后的FTO薄膜上喷涂驱动层材料，得到驱动层/FTO薄膜；对驱动层/FTO薄膜进行图形化处理后，进行激光烧蚀，去除所需图案上的驱动层材料；将激光烧蚀过的驱动层/FTO薄膜上喷涂上金属银层，得到Ag/驱动层/FTO薄膜；对得到的Ag/驱动层/FTO薄膜进行炉内热退火处理。在薄膜表面引入驱动层，使AgNPs定向复合于薄膜表面，以此在提高FTO薄膜导电性的同时，尽量减少薄膜透光率的损失，最终获得具有最佳光电性能的AgNPs/FTO薄膜。CN110344010ACN110344010A权利要求书1/1页1.一种驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：对FTO薄膜进行清洗，在清洗后的FTO薄膜上喷涂驱动层材料，得到驱动层/FTO薄膜；对驱动层/FTO薄膜进行图形化处理后，进行激光烧蚀，去除所需图案上的驱动层材料；将激光烧蚀过的驱动层/FTO薄膜上喷涂上金属银层，得到Ag/驱动层/FTO薄膜；对得到的Ag/驱动层/FTO薄膜进行炉内热退火处理；一定厚度的薄层金属Ag层在热退火的作用下，由于去润湿作用会发生重组，并在一定的条件下形成具有特殊光学性能的银纳米粒子AgNPs，由于驱动层材料比FTO薄膜具有更好的去润湿作用，即驱动层与金属Ag层之间的润湿性差，在高温作用下会驱动已形成或者即将形成的AgNPs流入润湿性较好的FTO薄膜区，从而按激光烧蚀图案完成驱动层图案化过程。2.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，Ag/驱动层/FTO薄膜进行炉内热退火处理后，Ag/驱动层/FTO薄膜表面形成AgNPs层，再进行激光扫描处理，去除图案外多余AgNPs，最终获得图案化AgNPs/驱动层/FTO薄膜。3.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，Ag/驱动层/FTO薄膜进行炉内热退火处理具体包括将Ag/驱动层/FTO薄膜置于石英舟内，放入中温管式炉中，调节退火参数进行炉内热退火处理；中温管式炉的退火参数如下：退火温度为300～400℃，升温时间为30～40min，且每分钟上升10℃，保温时间为20min；保温时间结束后，Ag/驱动层/FTO薄膜随炉缓冷至室温。4.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，FTO薄膜的具体清洗过程为：将FTO玻璃依次浸泡于去离子水、丙酮和无水乙醇中，浸泡的过程中使用超声波清洗器在一定的功率下清洗10～15min，随后采用高纯氮吹干FTO薄膜，再置于100℃烘箱中保持2h。5.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，驱动层材料为ZnO、AZO或者C中的一种。6.根据权利要求1或者5任一项所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，喷涂驱动层材料采用射频磁控溅射镀膜仪，射频磁控溅射镀膜仪的参数如下：驱动层厚度为10～30nm，溅射功率为30～90W，工作气体为氩气，气体压力为6Pa。7.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，采用EZCAD软件绘制二维图案。8.根据权利要求1所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，溅射金属Ag层时射频磁控溅射镀膜仪的参数如下：金属Ag层厚度为50～150nm，溅射功率为30～90W，工作气体为氩气，气体压力为6Pa。9.根据权利要求2所述的驱动层图案化银纳米颗粒复合FTO薄膜的制备方法，其特征在于，去除金属AgNPs层时选用纳秒脉冲激光器，其脉冲宽度小于20ns，离焦量为+1.5～+2.5mm，能量密度为0.8～1.6J/cm2，光斑重叠率为80～90％，线重叠率为70～90％。1