長春應化所發明綠色環保型高導電率納米粉體材料

中國科學院長春應用化學研究所楊小牛研究員等科研人員發明的“一種高電導率鋁摻雜氧化鋅納米粉體及其制備方法”專利，獲得了國家知識產權局的授權。

    透明導電氧化物（TCO）具有優良的電學、光學性能及化學穩定性，被廣泛應用于太陽能電池、平板顯示器、光伏器件、有機光發射二極管、透明薄膜晶體管及導電復合材料等諸多領域。隨著世界范圍內對透明導電氧化物的需求量急劇增加，氧化鋅基納米材料因其無毒、低成本、顏色淺，且具有屏蔽紫外線、吸收紅外線及抗菌防霉作用等諸多優點而成為最富有發展前景的一類透明導電氧化物。但是，怎樣提高半導體氧化鋅材料的電導率成為拓展其應用的關鍵所在。另一方面，單分散納米晶體的性能非常依賴于其形貌、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上的另一難題。化學氣相沉積法、氣相濃縮法和低溫噴霧熱解法等物理方法需要及其復雜和昂貴的制備系統。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，同時精確的控制氧化鋅基納米晶體的形貌和理想的電導率依然是一個巨大的挑戰。

    在國家基金委和中科院的大力支持下，楊小牛課題組發明了一種高電導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，得到了納米級的導電粉體。鋁摻雜氧化鋅納米粉體的電學性能是通過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晶度、均勻摻雜、形貌可控，分散性和重復性好, 其體積電阻率最低可達15 Ω• cm。通過調整溶劑的種類，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和透過可見光的優良光學性能。

    利用本發明得到的導電納米粉體在科學研究和工業化生產中都具有很大的應用前景，如電子設備上的透明導電電極、抗靜電復合材料中的導電填料甚至是未來電子設備系統中的納米元件。該方法簡單易行,周期短,成本低, 重復性高，不用表面活性劑及模版，可以進行規模化生產。需要指出的是，該發明還為其他透明導電氧化物提供了一個制備單分散納米結構的新途徑。