超声喷雾热解法制备ATO-FTO双层膜的电热特性

作者：梁昌兴; 罗月婷; 陈远豪; 肖黎^*; 龚恒翔

来源：材料科学与工程学报, 2023, 41(04): 638-698.

DOI：10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2023.04.016

• ATO-FTO双层膜
• 超声喷雾热解法
• 方块电阻
• 电热性能
• 发热效率

为改善氟掺杂氧化锡(FTO)基薄膜的电热性能，采用超声喷雾热解法(USP)在石英衬底上制备ATO-FTO双层膜，研究ATO膜层厚度对双层膜结构、表面形貌以及电热性能的影响。研究结果表明：制备的双层膜为高度结晶的四方金红石结构，随着ATO膜层厚度的增加，双层膜沿着(200)晶面取向性增强，双层膜表面晶粒形貌由锥体状逐渐变为块状，且晶粒大小明显变大；当ATO膜层厚度从210 nm增加到860 nm,双层膜的方块电阻从11.03Ω/sq减小到4.75Ω/sq;电热测试结果表明，相较于单一的FTO或ATO薄膜，双层膜的电热性能得到了显著提高。FTO和ATO薄膜在20 V外加电压所达到的最高平衡温度分别为265.7℃、210℃,发热效率分别为3.66×10-4 W/(℃·mm2)、3.85×10-4 W/(℃·mm2)。当双层膜中ATO膜层厚度为860 nm时，双层膜在20 V外加电压时最高平衡温度提高到440℃,发热效率提升为3.04×10-4 W/(℃·mm2)。在热循环测试过程中双层膜的最高平衡温度波动小于3.3%,展现出优异电热稳定性。

• 单位
  重庆理工大学