重大突破！柔性透明导电膜低温制备技术问世

需要增透减反技术可以联系我们上海工厂

上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。

摘要：本文详细阐述了柔性透明导电膜低温制备技术这一重大突破。通过对传统制备技术面临的挑战分析，引出低温制备技术的研发背景。深入探讨了该技术的原理、具体制备方法及实验过程，展示了其在降低成本、提高生产效率、拓展应用范围等方面的显著优势。同时，对该技术在多个领域的应用前景进行了展望，并对未来的研究方向提出了见解，为柔性透明导电膜领域的进一步发展提供了参考。

一、引言

柔性透明导电膜（Flexible Transparent Conductive Films，FTCFs）因其独特的柔韧性和良好的光学透明性与导电性，在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。从可折叠显示屏、柔性太阳能电池到智能可穿戴设备，FTCFs 的应用无处不在。然而，传统的 FTCFs 制备技术存在诸多局限性，其中高温制备过程带来的高成本、对柔性基底的损伤以及难以与某些热敏材料兼容等问题，严重制约了 FTCFs 的大规模应用和性能提升。因此，研发一种低温制备技术成为该领域亟待解决的关键问题。

二、传统制备技术面临的挑战

（一）高温制备的高成本

传统的 FTCFs 制备方法，如物**相沉积（PVD）中的磁控溅射、化学气相沉积（CVD）等，往往需要在高温环境下进行。例如，磁控溅射制备氧化铟锡（ITO）透明导电膜时，基底温度通常需达到 200 - 500℃，CVD 法制备碳纳米管（CNT）基 FTCFs 时，反应温度甚至高达 800 - 1000℃。高温环境不仅需要消耗大量的能源，增加了生产成本，还对设备的耐高温性能提出了极高要求，进一步提高了设备投资成本。

（二）对柔性基底的损伤

柔性基底材料，如聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚酰亚胺（PI）等，其玻璃化转变温度相对较低。在高温制备过程中，这些柔性基底容易发生变形、热降解等现象，导致 FTCFs 的柔韧性和机械性能下降。例如，PET 在温度超过 150℃时，就会出现明显的收缩和力学性能劣化，严重影响了 FTCFs 在柔性电子设备中的应用可靠性。

（三）与热敏材料兼容性差

在一些新兴的应用中，需要将 FTCFs 与热敏材料集成，如有机半导体材料用于柔性有机发光二极管（OLED）显示器。然而，传统高温制备技术会使热敏材料发生热分解或性能改变，无法实现有效的集成，限制了 FTCFs 在这些领域的应用拓展。

三、低温制备技术原理

（一）低温等离子体增强化学气相沉积（PECVD）原理

低温 PECVD 技术是在传统 CVD 基础上发展而来。在 PECVD 过程中，通过射频（RF）或微波（MW）等方式产生等离子体。等离子体中的高能电子与反应气体分子碰撞，使其激发、电离，从而降低了反应所需的活化能，使得反应能够在较低温度下进行。以制备氧化锌（ZnO）基 FTCFs 为例，在低温 PECVD 系统中，通入锌源气体（如二乙基锌，DEZn）和氧源气体（如氧气，O₂），在等离子体环境下，DEZn 和 O₂发生化学反应，在基底表面沉积形成 ZnO 薄膜。由于等离子体的作用，反应温度可降低至 100 - 200℃，远低于传统 CVD 法所需温度。

（二）溶液法低温制备原理

溶液法低温制备 FTCFs 主要基于化学溶液中的离子反应和自组装过程。以制备银纳米线（AgNW）基 FTCFs 为例，首先通过化学还原法在溶液中合成 AgNWs。然后，将含有 AgNWs 的溶液均匀涂覆在柔性基底上，如通过旋涂、喷涂等方法。在室温或低温（一般不超过 100℃）条件下，利用溶剂挥发、离子交联等作用，使 AgNWs 在基底表面形成相互连接的导电网络。这种方法避免了高温处理，有效保护了柔性基底的性能。

四、低温制备技术的具体方法及实验过程

（一）低温 PECVD 制备实验

实验设备与材料：采用射频 PECVD 设备，配备温度控制系统。实验材料包括柔性 PI 基底、DEZn、O₂以及氩气（Ar）作为载气。

实验步骤：首先将 PI 基底放入 PECVD 反应腔室，抽真空至 10⁻⁵ Pa 量级。然后通入 Ar 气清洗腔室，接着按一定比例通入 DEZn 和 O₂，开启射频电源，设置功率为 100 - 200 W，反应温度为 150℃，沉积时间为 30 - 60 分钟。在反应过程中，通过石英晶体微天平实时监测薄膜的沉积速率。

实验结果：成功制备出具有良好结晶质量的 ZnO 薄膜，其在可见光范围内的透光率达到 85% 以上，方块电阻低至 100 - 200 Ω/□，且 PI 基底未出现明显变形或性能劣化。

（二）溶液法制备 AgNW 基 FTCFs 实验

实验设备与材料：实验设备包括磁力搅拌器、超声清洗器、旋涂仪等。材料有硝酸银（AgNO₃）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、乙二醇（EG）作为还原剂、柔性 PET 基底。

实验步骤：首先在 EG 溶液中加入 AgNO₃和 PVP，搅拌均匀后，在 160℃油浴中反应 3 - 4 小时，合成 AgNWs。将合成的 AgNWs 溶液超声分散后，用旋涂仪以 3000 - 4000 r/min 的转速涂覆在 PET 基底上，然后在 60℃烘箱中干燥 10 - 15 分钟，使溶剂挥发并促进 AgNWs 网络的形成。

实验结果：制备的 AgNW 基 FTCFs 在可见光区透光率可达 90% 左右，方块电阻为 50 - 100 Ω/□，PET 基底保持良好的柔韧性，弯折 1000 次后，薄膜的电学性能和光学性能无明显下降。

五、低温制备技术的优势

（一）成本显著降低

能源消耗减少：由于低温制备技术反应温度大幅降低，相较于传统高温制备技术，能源消耗可降低 50% - 80%。以大规模生产 ITO 薄膜为例，采用低温 PECVD 技术，每年可节省大量的电费支出。

设备投资成本降低：低温环境对设备的耐高温要求降低，可选用更为普通的设备材料，从而降低了设备的投资成本。例如，传统高温 CVD 设备的造价通常在数百万至上千万元，而低温 PECVD 设备造价可降低 30% - 50%。

（二）生产效率提高

更快的沉积速率：在低温 PECVD 技术中，等离子体的存在加速了反应气体的活化和沉积过程，使得薄膜的沉积速率相较于传统 CVD 法提高了 2 - 3 倍。在溶液法制备中，低温干燥过程时间短，且可实现连续化生产，如采用卷对卷（roll - to - roll）工艺，大大提高了生产效率。

减少设备维护时间：低温环境下，设备的部件磨损和老化速度减缓，设备维护周期延长，维护成本降低，进一步提高了设备的有效生产时间。

（三）拓展应用范围

与热敏材料的兼容性增强：低温制备技术使得 FTCFs 能够与有机半导体、生物材料等热敏材料有效集成。例如，在柔性 OLED 显示器中，可采用低温制备的 FTCFs 作为阳极，与有机发光层**匹配，提高了显示器的发光效率和稳定性。

适用于更多柔性基底：由于对柔性基底的损伤小，低温制备技术可应用于更多种类的柔性基底材料，如热稳定性较差的聚乙烯醇（PVA）、纤维素等，为 FTCFs 在生物医学、环保等领域的应用开辟了新途径。

六、应用前景

（一）柔性电子设备领域

可折叠显示屏：低温制备的 FTCFs 能够满足可折叠显示屏对薄膜柔韧性、导电性和光学透明性的严格要求。在多次弯折过程中，薄膜不易出现裂纹或性能下降，为实现高分辨率、大尺寸的可折叠显示屏提供了关键技术支持。

柔性传感器：用于制作各类柔性传感器，如压力传感器、温度传感器等。低温制备的 FTCFs 可与柔性敏感材料集成，提高传感器的灵敏度和稳定性，在智能可穿戴设备、医疗监测设备等方面具有广阔应用前景。

（二）新能源领域

柔性太阳能电池：作为柔性太阳能电池的电极材料，低温制备的 FTCFs 能够有效降低电池的制造成本，提高电池的柔韧性和可弯曲性。在一些特殊应用场景，如建筑物的柔性光伏幕墙、可穿戴太阳能设备等方面具有巨大的应用潜力。

新型储能器件：在柔性超级电容器、锂离子电池等储能器件中，FTCFs 可作为集流体或电极修饰材料。低温制备技术有助于实现储能器件与柔性基底的良好结合，提升储能器件的性能和柔性。

（三）生物医学领域

生物传感器：利用低温制备的 FTCFs 与生物材料的兼容性，可制作生物传感器用于检测生物分子、细胞等。例如，在血糖传感器、DNA 传感器等方面，FTCFs 能够提供稳定的导电通路，实现生物信号的快速、准确检测。

可植入医疗设备：在可植入的柔性神经电极、心脏起搏器等医疗设备中，低温制备的 FTCFs 可作为电极材料，其良好的柔韧性和生物相容性，能够减少对人体组织的损伤，提高设备的**性和可靠性。

七、未来展望

    尽管柔性透明导电膜低温制备技术取得了重大突破，但仍有许多方面需要进一步研究和完善。在材料方面，需要开发性能更优异的导电材料和柔性基底材料，以进一步提高 FTCFs 的综合性能。

   在制备工艺上，需进一步优化低温制备过程，提高薄膜的均匀性、稳定性和可重复性。同时，加强对低温制备技术的基础研究，深入理解反应机理和薄膜生长机制，为技术的持续**提供理论支持。此外，随着物联网、人工智能等新兴技术的发展，FTCFs 将面临更多的应用需求和挑战，低温制备技术有望在这些领域发挥更大的作用，推动相关产业的快速发展。

总之，柔性透明导电膜低温制备技术的问世，为该领域带来了新的发展机遇，有望在未来的科技发展中发挥重要作用，推动众多行业的技术革新和产品升级。

关于我们

上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。

  卷柔减反射(AR)玻璃的特点:高透,膜层无色,膜硬度高,抗老化性强(耐候性强于玻璃),玻璃长期使用存放不发霉,且有一定的自洁效果.AR增透减反膜玻璃产品广泛应用于**文博展示、低反射幕墙、广告机玻璃、节能灯具盖板玻璃、液晶显示器保护玻璃等多行业。
    我们的愿景：卷柔让光学更具价值！
    我们的使命：有光的地方就有卷柔新技术！
    我们的目标：以高质量的产品，优惠的价格,贴心的服务，为客户提供优良的解决方案。
    上海卷柔科技以现代镀膜技术为核心驱动力，通过镀膜设备、镀膜加工、光学镀膜产品服务于客户，努力为客户创造新的利润空间和竞争优势，为中国的民族制造业的发展贡献力量。