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摘要：日本产业技术综合研究所（产综研）开发了一种从可见光到近红外波段具有高透射率的柔性薄膜，它具有世界上最高电子迁移率。

关键字：近红外透明薄膜、高透射率柔性薄膜、高电子迁移率、非晶氧化铟透明导电膜、透明加热器、柔性太阳能电池

为了防止积雪和起雾，汽车和监控摄像头一般需要透明加热器。此外，在近红外光传感器方面，亟需开发一种能够在近红外波段实现高透光性和导电性的材料。

此次，研究小组开发了一种可以在不对基材造成热损伤的情况下，在树脂基材上结晶化形成掺有少量氢（H）和铈（Ce）的非晶氧化铟（In₂O₃:Ce,H，以下简称ICO:H）透明导电膜。

传统ICO:H通过引入少量水蒸气来形成非晶的前体薄膜，以抑制成膜过程中的结晶，然后在150～200℃下对其进行热处理以使其结晶化，从而表现出高电子迁移率。但是，根据加热条件，有时会发生树脂基材的变形、变色等问题。

因此，研究小组利用紫外准分子激光照射进行光子晶体生长来代替热处理，为了生长出大粒径的晶体，通过控制前体薄膜的形成条件和激光照射条件，以及为了减少结晶化过程中发生的细裂纹，通过控制从透明导电膜层到基材层的热传递或两者的热膨胀差异，实现了兼具柔性以及高电子迁移率的透明导电膜。

研究结果表明，经激光照射的整个薄膜表面被直径约2μm的晶体覆盖，PET没有发生白浊等损伤，该膜具有133cm²/Vs的世界上最高电子迁移率，是市售ITO薄膜（低电阻产品）电子迁移率的6倍以上。此外，虽然其电子密度是市售ITO薄膜的1/4，但由于高电子迁移率，电阻率也得到了进一步改善。

研究证实，特别是在1000nm以上的长波段，该膜的透光性高。研究小组正在考虑在下一代高灵敏度LiDAR（激光雷达）中使用长波长为1550nm的激光，该膜适用于此类传感器中的透明加热器。

在使用波长为950～1700nm的近红外相机拍摄时，ICO:H薄膜具有高透光性，透过薄膜可以清晰辨认背面的文字，而市售ITO薄膜则呈黑色，可见度显着降低。

与直接接收波长为1550nm的LED光的情况相比，通过开发的ICO:H薄膜产生的损耗为6%，而通过市售ITO薄膜产生的衰减为37%。

研究小组计划使用ICO:H薄膜制作透明加热器和柔性太阳能电池，并在严寒地区等恶劣使用环境下进行实证实验，以实现社会实施。

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产综研：开发具有世界上最高电子迁移率的近红外透明薄膜