【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电薄膜制备，具体涉及一种用于紫外光电器件的复合导电薄膜电极及其制备方法。
技术介绍
1、传感器也叫敏感器或者探测器，是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器，从结构上看，所有类型的传感器都有收集器、探测器、处理器和输出器组成，因此传感器也常常被称为探测器，即探测器是传感器的一种，而探测器按照探测波长分类，可以分为紫外探测器、可见光探测器、红外探测器等。紫外光电器件，包括紫外光电探测器、紫外发光二极管等。紫外光电薄膜二极管探测器由于高灵敏度、高分辨率、快速响应等优点，在医学成像、导弹识别跟踪、通讯、环境与生化检测等领域具有广阔的应用前景。紫外光电器件一般由底电极、p型半导体薄膜、n型半导体薄膜、透明导电薄膜依次沉积堆叠而成。紫外光电器件对透明导电薄膜要求特殊，需要有较高的紫外透过率，优良的物理化学稳定性和抗紫外损伤能力，是紫外光电器件的关键材料。
2、现有的氧化铟锡（ito）、掺氟氧化锡（fto）、掺铝氧化锌（azo）透明导电薄膜，对短波紫外线透过率较低，例如，ito在uvb范围（280-320 nm）的平均透射率约为25%，因此基于ito窗口的光器件在uvb区域的光电转换效率很低，严重制约了其应用，因此用作紫外窗口电极，难以应用于深紫外探测。现有技术中有报道采用银纳米线（agnws）作为紫外光电器件的窗口电极，但是电极与其他薄膜接触为松散的物理接触，电荷收集效率不高，导致器件的量子效率低。此外，纳米材料化学稳定性不佳，界面接触不良，特别是光电探测器，信号稳定性差，噪音电流大，不利于后续信号放大
技术实现思路
1、基于上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种用于紫外光电器件的紫外窗口电极。该电极用于紫外光电薄膜探测器中时，显著提高了响应度，信号稳定性和使用寿命，同时降低了噪声密度，有利于后续信号放大处理。
2、本专利技术另一目的在于提供上述紫外窗口电极的制备方法。该方法制备的紫外窗口电极透明度高，导电性优异，在紫外光电材料表面具有很强的附着抗水氧能力。
3、本专利技术目的通过如下技术方案实现：
4、一种用于光电器件的透明复合导薄膜电极，其特征在于：所述透明导电薄膜为热解乙酰丙酮锆保护的银纳米线薄膜，具体是由电极底层和其表面的顶层组成，所述电极底层是银纳米线薄膜，顶层是热解乙酰丙酮锆，所述热解乙酰丙酮锆是以乙酰丙酮锆为溶质，以乙醇和二甲基甲酰胺为复合溶剂配制得到的前驱液，通过雾化热解沉积在银纳米线薄膜表面，最后真空退火得到分解为复杂组分组成的热解乙酰丙酮锆。
5、进一步，所述复合溶剂中, 乙醇和二甲基甲酰胺的体积体积比为3:1~5:1。
6、进一步，所述混合溶液的浓度为0.006~0.05 mol/l。
7、进一步，热解乙酰丙酮锆的热解沉积温度为110~140 ℃，沉积速率为2~10 nm/min。
8、进一步，喷雾热解的雾化器采用1.4 mhz的超声雾化头，导雾管出口的直径为20mm，导雾管出口距离样品距离为10~20 mm，载气为氮气，速率为6~10 l/min，雾化率约为3~15 ml/min。
9、进一步，所述真空退火为140~200 ℃，退火时间为0.5~24 h，优选地采用真空管式炉退火，目的是辅助提高乙酰丙酮锆分解程度。
10、一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：是以乙酰丙酮锆为原料配制成驱液，将前驱液喷雾热解沉积在银纳米线薄膜表面，形成热解乙酰丙酮锆保护层，所述前驱液的溶剂是乙醇和二甲基甲酰胺的体积比为3:1~5:1，前驱液的浓度为0.006~0.05 mol/l。
11、进一步，所述喷雾热解的雾化器采用1.4 mhz的超声雾化头，导雾管出口的直径为20 mm，导雾管出口距离样品距离为10~20 mm，载气为氮气，通入速率为6~10 l/min，雾化率约为3~15 ml/min。
12、进一步，所述热解沉积温度为110~140 ℃，沉积速率为2~10 nm/min，沉积厚度为20~100 nm。
13、进一步，沉积结束后进行退火处理，退火真空度为5 pa以下，退火温度为140~200℃，退火时间为0.5~24 h。
14、在采用银纳米线（agnws）薄膜作为紫外光电器件的窗口电极时，电荷收集效率不高，导致器件的量子效率低。此外，纳米材料化学稳定性不佳，特别是光电探测器，信号稳定性差，噪音电流大，不利于后续信号放大处理。
15、本专利技术中采用乙酰丙酮锆为原料，溶于乙醇和二甲基甲酰胺组成的复合溶剂中形成前驱液，通过喷雾热解沉积于银纳米线薄膜薄膜表面形成保护层。热解沉积过程中，通过调节沉积温度在110~140℃，实现乙酰丙酮锆溶液挥发、初步热解和固化，保护层的初步形成，对agnws形成了保护，然后在140-200℃的较高温度真空退火，实现乙酰丙酮锆进一步热解，此时由于保护层的初步保护作用，较高的退火温度不会对agnws形成损伤，提高了透明导电薄膜的化学稳定性和光学透过率。
16、本专利技术中使用dmf和乙醇按照特定比例组成溶剂，形成前驱液，在沉积和退火过程中，对于最终热解乙酰丙酮锆的组分、晶粒组织结构在比较明显的影响，该前驱液在特定的热解沉积和退火作用下，dmf和乙醇不同的温度下不同挥发特性，使得乙酰丙酮锆热解形成复杂的分解、结晶过程，生成了成分介于乙酰丙酮锆和氧化锆的独特的晶粒组织结构的保护层，该保护层薄膜附着在agnws薄膜，形成了各组分分布均匀的致密结构，有效提高了透明导电薄膜的信号稳定性，同时降低了噪声电流密度。
17、一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
18、s1.制备agnws薄膜
19、采用固含量为8~12 g/l、直径为25~35 nm的银纳米线墨水在衬底表面沉积薄膜，然后再100 ℃下退火10 min，制备得厚度为30~40 nm、方阻为10~12 ω/sq的银纳米线薄膜；
20、s2.配制混合液
21、将乙酰丙酮锆加入乙醇和二甲基甲酰胺组成的复合溶剂中，配制成浓度为0.006~0.05 mol/l的混合溶液，复合溶剂中乙醇和二甲基甲酰胺的体积比为3:1~5:1；
22、s3.喷雾热解沉积顶层
23、将agnws薄膜加热至110~140 ℃，将步骤s1配制的混合液置于雾化杯中，采用1.4mhz的超声雾化头雾化，导雾管将雾气导致agnws薄膜表面，导雾管出口的直径为20 mm，出口距离样品距离为10~20 mm，用氮气作为载气，速率为6~10 l/min，雾化率约为3~15 ml/min，热解乙酰丙酮锆沉积速率为2~10 nm/min，沉积厚度为20~100 nm；
24、s4.退火处理
25、采用真空管式炉对薄膜进行退火，真空度为5 pa以下，退火温度为140~200 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述透明导电薄膜是由电极底层和其表面的顶层组成，所述电极底层是银纳米线薄膜，顶层是热解乙酰丙酮锆保护层，所述热解乙酰丙酮锆保护层是以乙酰丙酮锆为溶质，以乙醇和二甲基甲酰胺为复合溶剂配制得到的前驱液，通过雾化热解沉积在银纳米线薄膜表面，最后真空退火得到分解为复杂组分组成的热解乙酰丙酮锆保护层。
2.如权利要求1所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述复合溶剂中, 乙醇和二甲基甲酰胺的体积比为3:1~5:1。
3. 如权利要求1会2所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：热解乙酰丙酮锆的热解沉积温度为110~140 ℃，沉积速率为2~10 nm/min。
4. 如权利要求1-3任意一项所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述真空退火为140~200 ℃，退火时间为0.5~24 h，优选地采用真空管式炉退火。
5.一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：是以乙酰丙酮锆为原料配制成驱液，将前驱液喷雾热解沉
6.如权利要求5所述的一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：所述喷雾热解的雾化器采用1.4 MHz的超声雾化头，导雾管出口的直径为20 mm，导雾管出口距离样品距离为10~20 mm，载气为氮气，通入速率为6~10 L/min，雾化率约为3~15 mL/min。
7. 如权利要求5或6所述的一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：所述热解沉积温度为110~140 ℃，沉积速率为2~10 nm/min，沉积厚度为20~100 nm。
8. 如权利要求5-7任意一项所述的一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：沉积结束后进行退火处理，退火真空度为5 Pa以下，退火温度为140~200 ℃，退火时间为0.5~24 h。
9.一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述透明导电薄膜是由电极底层和其表面的顶层组成，所述电极底层是银纳米线薄膜，顶层是热解乙酰丙酮锆保护层，所述热解乙酰丙酮锆保护层是以乙酰丙酮锆为溶质，以乙醇和二甲基甲酰胺为复合溶剂配制得到的前驱液，通过雾化热解沉积在银纳米线薄膜表面，最后真空退火得到分解为复杂组分组成的热解乙酰丙酮锆保护层。
2.如权利要求1所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述复合溶剂中, 乙醇和二甲基甲酰胺的体积比为3:1~5:1。
3. 如权利要求1会2所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：热解乙酰丙酮锆的热解沉积温度为110~140 ℃，沉积速率为2~10 nm/min。
4. 如权利要求1-3任意一项所述的一种用于紫外光电器件的透明复合导电薄膜电极，其特征在于：所述真空退火为140~200 ℃，退火时间为0.5~24 h，优选地采用真空管式炉退火。
5.一种复合导电薄膜电极的制备方法，其特征在于：是以乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：程江，涂贵山，李璐，喻星媛，郎成波，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。