[发明专利]一种高度透明导电的p型碘化亚铜薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高度透明导电的p型碘化亚铜薄膜的制备方法，属于透明导电薄膜材料制备和p型半导体材料应用领域。其特征在于工艺步骤如下：(1)通过热蒸发法，可在玻璃、塑料等基底表面上生长各种厚度的铜膜；(2)通过室温溶液法，利用碘的乙醇溶液将铜膜碘化，制备高度透明导电的p型碘化亚铜薄膜。本发明所述制备方法具有效率高、成本低、可大批量生产等优点，所制备的碘化亚铜薄膜具有透明度高、导电性好、可传输空穴载流子等优点。

技术领域

本发明涉及一种高度透明导电的p型碘化亚铜薄膜的制备方法，尤其是实现了室温下将铜膜碘化为碘化亚铜薄膜。

背景技术

碘化亚铜是一种组分简单的p型无机半导体材料，具有优异的光学和电学特性，其带隙宽度为3.1eV，载流子迁移率高达40cm²V^-1s^-1，激子束缚能为62meV，在400～1000nm的波长范围内透过率可达80％以上。基于以上优点，碘化亚铜是一种在光电和能源领域极具应用价值的p型薄膜材料。如已授权的专利CN201610209921.8和CN201610209913.3都是基于碘化亚铜制备的复合导电纤维，CN201510277818.2利用碘化亚铜合成配合物发光材料，CN201110345147.0将碘化亚铜应用于催化领域，CN201611103654.2公开了基于碘化亚铜的太阳能电池。但是要实现工业化应用，制备碘化亚铜薄膜的方法还需改进。目前制备碘化亚铜薄膜的方法主要有磁控溅射法、热蒸发法、化学合成法和铜膜碘化法。由于磁控溅射法和热蒸发法所需设备昂贵、碘蒸气对仪器腐蚀严重，化学合成法成膜质量低，并不适合工业生产。通常的铜膜碘化法是在基底上沉积一层铜膜，然后将铜膜放在高温碘蒸气中反应，这种方法制备出的铜膜透光性较差，且需要高温碘蒸气，不利于工业化。本专利发明了一种方法简单、成本低廉的制备碘化亚铜薄膜的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现存技术的不足，提供一种利用碘的乙醇溶液将铜膜碘化为碘化亚铜薄膜的方法，更为重要的是该方法可在室温下实现。

本发明所采用的技术方案具体步骤如下：

(1)通过热蒸发法，在基底表面生长一层铜膜；

(2)将碘溶解于乙醇中，配制碘的乙醇溶液；

(3)将铜膜浸入碘的乙醇溶液中，取出后用乙醇清洗，获得碘化亚铜薄膜。

所述步骤(1)中基底可以是玻璃、塑料、金属片，其中以塑料为基底可获得柔性、可折叠的铜膜。

所述步骤(1)中铜膜厚度可控制在5～800nm之间。

所述步骤(2)中碘的乙醇溶液浓度为0.8mMol/L至过饱和溶液

所述步骤(3)中生长温度为室温(5～35℃)。

本发明的有益效果:提供了一种简单的铜膜碘化法，可在玻璃或塑料等基底表面制备各种厚度的碘化亚铜薄膜。该发明制备工艺简单、重复性好、成本低，所制备的碘化亚铜薄膜透明度高、导电性好，可以满足在透明电极和光电器件方面的应用。

附图说明

图1本发明所采用的薄膜生长流程示意图

图2以附图1中方法制备的碘化亚铜薄膜的XRD图谱。

图3以不同初始厚度铜膜为基础，经乙醇碘溶液处理后得到的碘化亚铜薄膜的透过图谱。

图4经过不同浓度的乙醇碘溶液处理得到的碘化亚铜薄膜的透过图谱。

图5经过不同浓度的乙醇碘溶液处理得到的碘化亚铜薄膜的电阻率图片。

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明，但本发明不限于以下列举的特定例子。

实施方式