近日，海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电功能材料重点实验室的光电课题组，联合海南省柔性引才协同创新中心、半导体激光海南省国际联合研究中心等平台，采用磁控溅射技术制备不同铬掺杂位置的 Cr 掺杂 SnO₂/Ag/SnO₂多层透明导电薄膜，系统探究退火处理对薄膜光电性能与热稳定性的调控规律，揭示了掺杂位置诱导的光电性能反转机制。相关成果以“Fabrication and performance study of Cr‑doped SnO₂/Ag/SnO₂multilayer transparent conductive films modified via thermal annealing”为题，于2026年7月13日在线发表于《陶瓷国际》(Ceramics International) 。海南师范大学栗学智为论文第一作者，海南师范大学李再金副教授为通讯作者。海南师范大学为论文第一单位。

透明导电电极是光电器件的核心关键材料，商用铟锡氧化物（ITO）存在铟资源稀缺、高温热稳定性差的短板，制约其在高温工况器件中的应用。SnO₂/Ag/SnO₂银基多层薄膜作为ITO的无铟替代方案备受关注，但不同铬掺杂位点对薄膜高温退火下的光电稳定性及其内在作用机制尚不明确。

针对上述问题，研究团队利用磁控溅射制备三组样品：未掺杂参照样品、氧化层双侧 Cr 掺杂样品、银中间层 Cr 掺杂样品，开展 100 ‑500℃梯度退火以及 500℃长时间保温热稳定性测试。研究发现显著的退火诱导性能反转现象：沉积态薄膜光电综合性能排序为银层掺杂＞未掺杂＞氧化层掺杂；经 500℃高温退火之后，性能顺序完全反转为氧化层双侧 Cr 掺杂＞未掺杂＞银层 Cr 掺杂。氧化层进行铬掺杂的样品在 500℃时实现最高品质因数 78.1×10^-3Ω^-1，在长时间高温处理后依旧维持光电性能平衡；而银层直接掺铬的样品在热处理后透光率、导电能力发生剧烈衰减。机理分析表明：氧化层中的铬可以降低 SnO₂结晶势垒，退火过程中原位形成致密氧化物阻挡层，有效抑制银原子扩散与银颗粒异常团聚；而仅在银层掺杂铬无法形成长效物理阻挡结构，高温下银颗粒粗化团聚直接破坏导电通路。

该研究阐明了掺杂位置对银基多层透明导电电极高温光电稳定性的决定性作用，提出的氧化层双侧铬共掺杂策略，为制备高耐热无铟透明导电电极提供可行的技术路径，在太阳能电池、透明加热玻璃、光学传感器等高温光电器件领域具备应用潜力。

            图1. 梯度退火条件下A、B、C 样品的 Haacke品质因数变化曲线，直观展示退火诱导性能反转现象
图2. 500℃退火后三组样品 SEM 表面形貌图，揭示不同掺杂样品银颗粒团聚行为差异

本项研究依托海南师范大学物理与电子工程学院相关平台完成。该工作得到国家自然科学基金（62464006）、海南省重点研发计划（ZDYF2025GXJS0 07）、海南省院士创新平台专项、海南省国际科技合作研发项目、海南省柔性引才创新平台科研项目以及海南师范大学研究生创新科研项目、大学生创新创业榕树基金项目等资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2026.07.197