本发明公开了一种薄膜电机，特别是一种基于柔性玻璃的低电阻高透光率的透明导电薄膜电极及其制备方法。
背景技术：
柔性电子就是将电子器件制作在柔性可延性塑料、玻璃或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性、延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。柔性电子具有柔软、可变形、质轻、便携、可大面积应用等特性，并通过大量应用新材料和新工艺产生出大量新应用，包括rfid、柔性显示、oled发光、传感器、柔性光伏、逻辑与存储、柔性电池。在未来，贴个“电子贴纸”在手背上就能检测紫外线照射程度；心脏起搏器再也不用换电池；同时电池能够直接卷绕生产。近年来，柔性电子这一新兴学科已经引起了国内外科技界与工业界的广泛关注，吸引着众多公司投入到这一科技领域的研发过程中来，加速柔性电子的实用产品开发和商业化进程。在科技发展“十三五”规划中，国家正在通过政策引导与资金扶持将大力推动中国柔性与印刷电子的研究及产业化。我国是电子产业大国，但不是技术强国，柔性电子是我国争取电子产业跨越式发展的机会。柔性电子具有广阔市场，市场规模迅速扩张，可成为国家支柱产业。
柔性电子透明导电薄膜就是所产生的薄膜不仅具有导电性更具有透明性,是柔性薄膜太阳能，显示屏、电致变色器件、薄膜晶体管、电容和电阻触摸屏、透明加热器等的重要材料。与刚性基材透明导电薄膜相比，其除具有导电性和透明性外，还具有柔软性和可延伸性，是发展柔性电子器件的重要材料。制备在传统刚性玻璃或塑料上的透明导电氧化物薄膜电极由于材料单一，常常电阻低时，薄膜厚导致透光率低，相反，透光率高，薄膜薄，电阻大，而制备在塑料如pet上的透明薄膜有众多条件限制，性能远远不如刚性玻璃基体。随着柔性玻璃的问世，制备基于柔性玻璃的的的薄膜电极，将会在柔性电子行业有广泛的市场，并对柔性电子的发展起到积极的推动作用。
技术实现要素：
发明目的：提供一种基于柔性玻璃的tco/金属/tco透明导电薄膜电极及其制备方法。尤其是在柔性可弯曲的玻璃上通过连续的卷对卷(r2r)方法用tco旋转靶材和金属平面靶材磁控溅射制作基于柔性玻璃的tco/金属/tco透明导电薄膜电极。
技术方案：本发明采用以下技术方案：一种基于柔性玻璃的透明导电薄膜电极，在柔性可弯曲的玻璃上设置tco/金属/tco多层薄膜，即按照tco、金属和tco的堆叠顺序得到tco/金属/tco多层薄膜。
进一步地，透明导电氧化物tco包括ito，azo，gzo，gio，igzo，izo，sto，fto，zto。
进一步地，金属包括：ag,cu,au,al,mg,w,mo,zn,ni,in,pt,pd,sn,cr,ta,ti。
进一步地，透明导电氧化物tco的厚度40-100nm；金属的厚度4-20nm。
一种基于柔性玻璃的透明导电薄膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
步骤2.在射频功率1.8到3kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积相应厚度的薄膜；
步骤3.在直流功率0.2到1.0kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成tco/金属/tco结构薄膜；
步骤5.进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对tco/金属/tco的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
步骤6.用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物；
步骤7.用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物；
步骤8.用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)；
步骤9.用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
进一步地，在步骤2中，在射频功率1.8kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度40nm的薄膜；同时，在步骤3中，在直流功率0.2kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用cu平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积4nmcu金属薄膜。
进一步地，在步骤2中，在射频功率2.5kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用azo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度60nm的薄膜；同时，在步骤3中，在直流功率0.6kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用ag平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积12nmag金属薄膜。
进一步地，在步骤2中，在射频功率3kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用gzo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度100nm的薄膜；同时，在步骤3中，在直流功率0.3kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用au金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积6nmau金属薄膜。
进一步地，在步骤2中，在射频功率1.8kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用izo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度45nm的薄膜；同时，在步骤3中，在直流功率1.0kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用ag金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积20nmag金属薄膜。
有益效果：本发明与现有技术相比：采用本发明的设计制备的透明导电薄膜电极电阻低透光率高柔性好。tco/金属/tco不仅能够产生低电阻，而且透光率大于88％；而且，tco/金属/tco的的薄膜电极能够有效增加太阳能电池的效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中1、柔性玻璃，2、tco，3、金属，4、tco，5、pcbm，6、p3ht
具体实施方式
一种基于柔性玻璃的tco/金属/tco透明导电薄膜电极及其制备方法步骤如下:
步骤1.将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
步骤2.在射频功率1.8kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积相应厚度的薄膜；
步骤3.在直流功率0.1到0.4kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成tco/金属/tco结构薄膜；
步骤5.进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对tco/金属/tco的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
步骤6.用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
步骤7.用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
步骤8.用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
步骤9.用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
实施例1
(1)将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入400/4sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
(2)在射频功率1.8kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度40nm的薄膜；
(3)在直流功率0.2kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用cu平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积4nmcu金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成tco/金属/tco结构薄膜；
(5)进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对ito/cu/ito的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
(6)用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
(7)用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
(8)用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
(9)用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
实施例2
(1)将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
(2)在射频功率2.5kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用azo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度60nm的薄膜；
(3)在直流功率0.6kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用ag平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积12nmag金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成azo/ag/azo结构薄膜；
(5)进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对azo/ag/azo的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
(6)用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
(7)用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
(8)用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
(9)用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
实施例3
(1)将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
(2)在射频功率3kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用gzo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度100nm的薄膜；
(3)在直流功率0.3kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用au金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积6nmau金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成gzo/au/gzo结构薄膜；
(5)进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对gzo/au/gzo的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
(6)用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
(7)用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
(8)用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
(9)用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
实施例4
(1)将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
(2)在射频功率1.8kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用izo透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度45nm的薄膜；
(3)在直流功率1.0kw,ar流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/mi,用ag金属平面靶材在柔性玻璃透明导电氧化物薄膜上沉积20nmag金属薄膜；
步骤4.重复步骤(2)，在金属薄膜表面沉积与步骤2同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成izo/ag/izo结构薄膜；
(5)进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对izo/ag/izo的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
(6)用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
(7)用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
(8)用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
(9)用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
实施例5
(1)将柔性玻璃在真空室加热到200℃除去表面湿气；然后通入450/5sccm流量ar/o2在600w直流电压下进行表面等离子预处理清洗；
(2)在射频功率10kw,ar/o2流量300sccm，工作压力2mtorr；柔性玻璃卷绕速度1m/min用ito透明导电氧化物旋转靶材在柔性玻璃上沉积厚度250nm的薄膜；
(3).重复步骤(2)，在ito表面沉积同样厚度的透明导电氧化物薄膜，形成ito薄膜；
(4)进行性能测量和结构表征。用uv-vis光谱仪，xrd衍射仪，弯曲测量仪，四探针电阻测量仪等对ito的方阻，透光率，结构和柔性等进行测量；
(5)用叶片涂布方法在最上层tco上涂布pcbm聚合物
(6)用叶片涂布方法在pcbm聚合物上涂布p3ht聚合物
(7)用丝网印刷银电极制备成有机光伏电池(opv)
(8)用太阳能模拟器对制备的电池性能测量。
表1柔性透明玻璃tco/金属/tco结构性能分析结果
表2柔性透明玻璃tco/金属/tco薄膜电极有机光伏电池
从表1，可以看出，tco/金属/tco不仅能够产生低电阻，而且透光率大于88％；表2的对比分析发现，tco/金属/tco的的薄膜电极能够有效增加太阳能电池的效率。
上述实施例仅用于说明本发明，根据上述实施例，可以更好地理解本发明，而不用于限制本发明的范围。此外，本领域科研技术人员在阅读本发明后，以等同替换或变量等对本发明进行各种修改，同样属于本发明权利要求书所限定的范围。