長(zhǎng)春應(yīng)化所發(fā)明一種綠色環(huán)保型高導(dǎo)電率納米粉體材料

長(zhǎng)春應(yīng)化所發(fā)明一種綠色環(huán)保型高導(dǎo)電率納米粉體材料

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所楊小牛研究員等科研人員發(fā)明的“一種高電導(dǎo)率鋁摻雜氧化鋅納米粉體及其制備方法”專(zhuān)利，獲得了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的授權(quán)。

透明導(dǎo)電氧化物(TCO)具有優(yōu)良的電學(xué)、光學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、平板顯示器、光伏器件、有機(jī)光發(fā)射二極管、透明薄膜晶體管及導(dǎo)電復(fù)合材料等諸多領(lǐng)域。隨著世界范圍內(nèi)對(duì)透明導(dǎo)電氧化物的需求量急劇增加，氧化鋅基納米材料因其無(wú)毒、低成本、顏色淺，且具有屏蔽紫外線(xiàn)、吸收紅外線(xiàn)及抗菌防霉作用等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為最富有發(fā)展前景的一類(lèi)透明導(dǎo)電氧化物。但是，怎樣提高半導(dǎo)體氧化鋅材料的電導(dǎo)率成為拓展其應(yīng)用的關(guān)鍵所在。另一方面，單分散納米晶體的性能非常依賴(lài)于其形貌、粒徑大小和分布。因此，如何制備形貌可控的氧化鋅基納米晶體是技術(shù)上的另一難題?；瘜W(xué)氣相沉積法、氣相濃縮法和低溫噴霧熱解法等物理方法需要及其復(fù)雜和昂貴的制備系統(tǒng)。共沉淀法制備的摻雜型氧化鋅納米晶體粒徑分布寬并且形貌不可控。因此，同時(shí)精確的控制氧化鋅基納米晶體的形貌和理想的電導(dǎo)率依然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

在國(guó)家基金委和中科院的大力支持下，楊小牛課題組發(fā)明了一種高電導(dǎo)率鋁摻雜氧化鋅納米粉體及其制備方法。具體是利用溶劑熱反應(yīng)制備形貌可控的鋁摻雜氧化鋅納米粉體，然后在氫氣氣氛下后處理，得到了納米級(jí)的導(dǎo)電粉體。鋁摻雜氧化鋅納米粉體的電學(xué)性能是通過(guò)引入缺陷成功得到的。利用此方法制備的鋁摻雜氧化鋅納米粉體高結(jié)晶度、均勻摻雜、形貌可控，分散性和重復(fù)性好，其體積電阻率最低可達(dá)15 Ω·cm。通過(guò)調(diào)整溶劑的種類(lèi)，還可以合成不同粒徑的納米粉體。粒徑小于100納米的粉體具有吸收紫外線(xiàn)和透過(guò)可見(jiàn)光的優(yōu)良光學(xué)性能。

利用本發(fā)明得到的導(dǎo)電納米粉體在科學(xué)研究和工業(yè)化生產(chǎn)中都具有很大的應(yīng)用前景，如電子設(shè)備上的透明導(dǎo)電電極、抗靜電復(fù)合材料中的導(dǎo)電填料甚至是未來(lái)電子設(shè)備系統(tǒng)中的納米元件。該方法簡(jiǎn)單易行，周期短，成本低，重復(fù)性高，不用表面活性劑及模版，可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。需要指出的是，該發(fā)明還為其他透明導(dǎo)電氧化物提供了一個(gè)制備單分散納米結(jié)構(gòu)的新途徑。