[发明专利]一种掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，尤其涉及一种掺杂氧化锌纳米粉体的制备方法。

背景技术

透明导电氧化物薄膜由于具有禁带宽、可见光谱区透过率高以及电阻率低等特性而在平板显示以及薄膜太阳能电池等领域得到广泛应用。目前人们已经开发了不同系列的透明导电氧化物薄膜材料，其中，氧化锌基材料由于具有低成本、无毒的特性而引起了人们极大关注。氧化锌本身是导电率不高的半导体(电导率约10^-14s/cm)，但是经过铝、镓等掺杂后其导电性有了很大的提高(电导率为10³-10⁴s/cm)，且可见光区透过率高于85％，可以替代目前较为常用的氧化铟锡(ITO)透明导电材料。

磁控溅射沉积透明导电薄膜技术是较为成熟的成膜方法，它由于具有薄膜致密度高、均匀性、重复性好且易于大面积高速沉积等优点而被工业界接受并广泛采用。在磁控溅射过程中，陶瓷溅射靶材起到至关重要的作用，它的性能与溅射稳定性以及最终膜层的特性密切相关。陶瓷溅射靶材一般通过粉体压力成型、高温烧结的工艺获得，其中粉体原料的质量对溅射靶材的性能有着密切的影响。

公开号为CN 101481790A的中国专利申请中公开了一种ZAO半导体纳米导电膜及其制备方法。其在ZAO系透明导电膜上再沉积一层透明保护膜，使之能保证该复合膜具有低电阻率、高可见光的透射率、高红外线的反射率、耐潮与不受环境因素的影响。为了连续生长大面积ZAO系透明导电膜，专门设计了多靶卷绕式高真空溅射台。在高真空室内需用冷却系统，使柔性基底的温度保持在60℃～150℃。电源使用不对称脉冲直流装置，可使靶材表面在工作时不“中毒”，而电源的有用功率比常规电源高2倍多。溅射气体是高纯Ar和O₂，以保证膜的溅射沉积率较高以及有优良的薄膜光学和电学特性。

公开号为JP平6-293956A的日本专利申请中公开了一种氧化锌掺杂铝和硼的溅射靶，其掺杂比例为0.1～10a.％Al，0.1～10a.％B。

公开号为CN 1752269A的中国专利申请中公开了一种离子束增强沉积制备p型氧化锌薄膜的方法，其将高纯度ZnO粉体，或原子比为1-5％的Al、In等氧化物均匀掺入ZnO粉体，用等静压压制成型，再烧结成溅射靶，并用纯N₂或Ar∶N₂为1∶3～1∶10的混合高纯气体产生的混合离子束对沉积膜轰击，垂直注入到溅射沉积膜上，利用样品台的公转和样品片自转实现均匀注入，保证薄膜在后续的结晶热处理后得到均匀的、高取向ZnO多晶结构。

公开号为CN 101490766A的中国专利申请中公开了一种氧化锌系透明导体及该透明导体形成用溅射靶以及该溅射靶的制造方法，以氧化锌(ZnO)为主成分，含有相对于氧化锌成为N型掺杂剂的元素，并且含有相对于所有金属原子为0.05～2.0原子％的表示与氧化锌的润湿性的参数P为6以下、电阻率小于添加了N型掺杂剂的氧化锌的电阻率的金属，其中，P＝(G+H_MIX)/RT，G：温度T下金属的吉布斯自由能，H_MIX：温度T下氧化锌与金属的混合焓，R：气体常数，T：温度。

公开号为CN 1389404A的中国专利申请中公开了一种低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法，采用锌的无机盐为原料，以碳酸盐或碳酸氢盐为沉淀剂，在剧烈的搅拌下，使锌的无机盐与碳酸盐或碳酸氢盐的高浓度溶液混合反应生成碱式锌盐沉淀。