通过全激光沉积与退火工艺合成的纯碳导电透明电极

摘要： 光电器件和光伏器件面临的最大挑战之一，是需要为氧化铟锡（ITO）等透明导电氧化物（TCO）提供可靠的替代方案。我们最近发表了一项研究，提出了一种仅基于碳材料制备透明导电电极的方法。首先，我们采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备高性能类金刚石碳（DLC）薄膜。这类薄膜具有与金刚石相似的优异特性，例如在可见光范围内具有高透光率、化学惰性和生物相容性。此外，DLC是完美的电绝缘体，在紫外（UV）波段呈现较高不透明度。这一特性为第二步在DLC表面实施紫外激光退火提供了重要基础——通过破坏表面原有的金刚石键合（sp3杂化），促使原子重新排列形成石墨键合（sp2杂化）。实验证明，原子级石墨键合的增加能显著提升表面导电性。在优化退火参数后，其表面导电率可达ITO相当水平。研究同时表明，激光处理仅轻微影响DLC的透光性。更重要的是，这种全激光加工工艺与标准微电子制造流程完全兼容。