Criteria for Choosing Transparent Conductors

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1 Criteria for Choosing Transparent Conductors
選擇透明導體的基準 Roy G. Gordon MRS BULLETIN/AUGUST 2000 班級：碩研奈米一甲 學號：MA41V101 姓名：紀盈卉

2 目錄 簡介 透明導體的應用 製作過程中透明導電材料的使用 透明導體的光學和電學性能 導電率 電漿頻率 透明導體的熱穩定性 選擇透明導電氧化物
TCs的應用實例 結論

3 簡介 透明導電膜已經從各種各樣的材料製備而成。 這些材料包括錫、銦、鋅、鎘的半導體氧化物和銀、金、鈦的金 屬氮化物。
物理、化學、耐熱性、蝕刻性、導電性、等離子波長、工作功能、 厚度、沉積溫度、均勻性、毒性、和成本等其他因素，都有可能 影響任何透明導電材料對特定應用的選擇。

4 透明導體的應用 烤箱的窗戶（以節約能源並保持的外側溫度） 太陽能電池和平板顯示器（導電性） 汽車的自動防眩目後視鏡和“智能”電控窗戶
（ TCs與電致變色的（EC）材料） 車輛的除霜窗（電流通過TCs的傳遞） 不同的TCs是適合於不同的應用 考慮各種材料的性質，可以是重要在TC上的選擇

5 製作過程中透明導電材料的使用 一個TC層的特性不僅取決於其化學成分，但也取決於其製備的方 法。 這些製備方法包括：
a.物理方法（濺射，蒸發，脈衝激光沉積） b.化學方法（化學氣相沉積，溶膠 - 凝膠，化學浴沉積，電 鍍） 化學氣相沉積（CVD）具有被廣泛採用在連續生產塗有氟摻雜的 氧化錫玻璃上，大部分的TC膜目前都以這種方式生產。

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7 透明導體的光學和電學性能 TC應具有高的電導率與低吸收的可見光 TCs的性能是電導率的比率σ到可見光吸收係數α
σ α =− R s 𝑙𝑛 𝑇+𝑅 } −1 （1） 其中Rs為以歐姆為單位的每平方的電阻薄層，T是總可見光的透 射，R是總可見光的反射率。 σ α 值越大表示TC性能較好。

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9 導電率 導電率增加等於自由電子的濃度乘積和遷移率 對於金屬如銀和氮化鈦，自由電子濃度是固定的結構和固體的電 子性質
為寬帶隙半導體，自由電子濃度被確定由最大數量電子的活性摻 雜劑的原子，可以是放置在晶格中 發現一般TCs可獲得的最大電子濃度和最大電導率按以下順序： ZnO：F <SnO2： F <ZnO：Al<In2O3：Sn <TiN ：Ag。

10 電漿頻率 為導通在TC電子的分光屬性 在頻率更高的電漿頻率，電子不能響應，與該材料表示為透明電 介質
電漿頻率的增加約等於傳導電子的平方根濃度 相同的電阻率下獲得最大電子濃度和電漿頻率TC的順序，如圖表 III

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12 透明導體的熱穩定性 TCs如果加熱到足夠高的溫度和足夠長的時間下一般會增加阻力
例如，TCs在實驗室測試在空氣中加熱到10分鐘，給出依次的溫 度。表V給出了作為“穩定溫度”的溫度範圍內的值 在每一種情況下，TC保持穩定的溫度略高於優化沉積溫度 在高溫下的錫氧化物膜的穩定性可以塗覆在玻璃上，以便進行再 加熱回火，以加強它。

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14 選擇透明導電氧化物 選擇不同的製程，最重要的是該材料的特性 表VIII總結了一些最重要的可能會影響一個選擇標準的透明導電材 料

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16 TCs的應用實例 低輻射的窗戶建築物 太陽能電池 平板顯示器 電鏡片和窗戶 除霜視窗 烤箱的窗戶 觸摸面板控制 隱形防盜電路

17 結論 透明導體有很多的應用程序。沒有一個TC是最適合所有的應用程 序
氟摻雜氧化錫是使用最廣泛的TC，同時錫摻雜的銦氧化物（ITO） 對於平板顯示器仍然優選 氧化鋅具有更有效的使用在較便宜的太陽能電池 這些常用的透明導電材料和它們的生產方法都有優點和缺點，必 須仔細權衡每個新的應用程序