CN111739736B - 一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器，包括柔性聚合物衬底和垂直叠置在衬底上的至少一个薄膜电容器储能薄膜层，薄膜电容器储能薄膜层包含从下往上依次垂直叠置在柔性聚合物衬底上的下透明电极层、下修饰层、高介电常数储能薄膜层、上修饰层和上透明电极层；上下透明电极层为叉指电极，透明电极层材料为石墨烯、ITO或AZO，储能薄膜层材料为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或BZN，上下修饰层材料为WS2、MoS2、WSe2等类石墨烯材料或ZnO、GaN。本发明电容器结构和制备工艺简单，易于批量生产；原料成本低；二硫化钨薄膜致密、比表面积大，极大地改善了电极层与介质层接触界面质量、增大储存能量。
Description
技术领域
本发明属于电弧离子镀技术领域，涉及一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器，还涉及一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法。
背景技术
随着科技的进步，传统的平板式电容器由于其较硬、较重等缺陷，已经无法满足人们对于电子器件可便携穿戴、可折叠卷曲的需求，而柔性平板式电容器具有柔性化、质量轻、性能高等优点，因此，有着广阔的技术开发与实际应用前景。为了提高电容器储能密度，可以采取：1)提高电容器的耐击穿场强E；2)降低储能薄膜层厚度d；3)提高储能薄膜层的介电常数ε等三种方法。而过薄的储能薄膜层厚度会使电容器出现比较大的漏电流、低电容密度以及低可靠性的问题，根据厚度等效原理可知：
式中：dhigh-k——高k栅介质的物理厚度；khigh-k——介电常数。
在保持性能不变的情况下，如果提高储能薄膜层的介电常数k，就能够提高储能薄膜层的厚度，这样就可以大大降低直接遂穿效应和储能薄膜层承受的电场强度，因此，通常采用具有高介电系数的储能薄膜层来提高电容器性能，然而，同质单层高介电系数绝缘介质的击穿电压较低及陷阱较多且常用的高介电系数金属氧化物绝缘介质如HfO2、ZrO2、Ta2O5以及La2O3等都有其自身的缺陷，同时，金属电极层与高介电系数介质层之间热膨胀系数不匹配、金属电极层与介质层表面上有原始氧化层或金属氧化层等现象，会造成界面分层、漏电流增大等缺陷，另外，高k介电介质存在某种极化作用，表面光学声子和通道载流子之间的耦合将导致导电通道中载流子迁移率急剧下降，因此，采用同质单层高介电系数绝缘介质作为电容器的储能薄膜层，对电容器性能的提高不明显。
公开号为CN101728089A，公开日为2010.06.09的中国专利文献公开了一种具有高储能密度的薄膜电容器及其制备方法,该薄膜电容器选择硅或者氧化铝陶瓷做衬底,然后在衬底上面采用磁控溅射法、脉冲激光沉积法或化学溶液沉积法制备材料为钛酸钡薄膜、铋锌铌薄膜或钛酸锶钡薄膜的中间储能薄膜子层和材料为二氧化硅、三氧化二铝或者氮化硅的上下耐击穿子层，最后,在600-800℃的烧结温度下获得薄膜电容器。该薄膜电容器存在的问题在于(1)储能薄膜层由上下两个具有低电介质常数的耐击穿子层串联一个中间储能薄膜层，则电介质常数(ε)降低了，即电容器的储能薄膜层电介质常数降低了且层与层之间的界面质量较差，也就降低了电容器的储能密度。(2)该薄膜电容器需要在600-800℃的高温下烧结，高温使得储能薄膜层的缺陷增多，增加了电容漏电流，降低了电容器的储能密度；另外，高的烧结温度限制了该电容器的应用领域。
公开号为CN102543430A，公开日为2012.07.04的中国专利文献公开了焦绿石薄膜多层陶瓷电容器及其低温制备方法,该薄膜电容器分别采用交替多次制备贱金属电极和铋锌铌或铋镁铌等介质薄膜,形成薄膜多层陶瓷电容器；该薄膜电容器存在的问题在于(1)采用铋锌铌或铋镁铌等介质薄膜作为储能薄膜层，虽然该储能薄膜层具有较高的介电常数，但是高介电常数的薄膜具有高氧空位和高陷阱等缺陷及高的表面粗糙度，因此也使得电极与储能薄膜层之间具有较差的界面质量，增加了储能薄膜层的漏电流，使得电容器的储层密度降低。(2)该薄膜电容器采用金属材料作为金属电极直接与高介电常数的储能薄膜层相接触，在界面处易形成肖特基接触和较高的界面态密度，使其降低了薄膜电容器的电容密度。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器，利用WS2薄膜为类石墨烯材料且是一种带隙可调的半导体的特点，在保持电容器高介电常数的同时，降低储能薄膜层的漏电流，改善电极层与储能薄膜层间的界面质量，增大电容器比表面积，提高电容器的储能密度。
本发明的目的还在于提供一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法。
本发明采用的第一种技术方案是，一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器，包括柔性聚合物衬底和垂直叠置在衬底上的至少一个薄膜电容器储能薄膜层，薄膜电容器储能薄膜层包含从下往上依次垂直叠置在柔性聚合物衬底上的下透明电极层、下修饰层、高介电常数储能薄膜层、上修饰层和上透明电极层；
上透明电极层和和下透明电极层为叉指电极结构，透明电极层材料为石墨烯、氧化铟锡ITO或掺铝氧化锌AZO，厚度均为150-200nm；
储能薄膜层的材料为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或BZN具有焦绿石结构高介电常数材料，厚度为200-300nm，其中BZN是指铋基焦绿石Bi2O3-ZnO-Nb2O5体系薄膜。
本发明的特点还在于，
上、下修饰层为二硫化钨、MoS2、WSe2、ZnO或GaN中的任意一种，厚度均为10-20nm。
柔性聚合物衬底为PET衬底、PI衬底、PEN衬底、PEEK衬底或PC等柔性衬底。
本发明采用的第二种技术方案是，一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法，具体步骤如下：
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的下透明电极层；
步骤2、下修饰层的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层的基础上沉积一层10-20nm厚的下修饰层；
步骤3、储能薄膜层的制备
室温条件下，使用高介电常数陶瓷靶材，采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层表面上，沉积厚度为200-300nm的高介电常数储能薄膜层；
步骤4、上修饰层的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层上，沉积一层厚度为10-20nm的二硫化钨上修饰层；
步骤5、上透明电极的制备
首先，在上修饰层表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的上透明电极层。
本发明的特点还在于，
储能薄膜层制备时所选陶瓷靶材为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或如BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料。
下透明电极层和上透明电极层为叉指电极结构，透明电极为石墨烯、ITO或AZO，厚度均为150-200nm。
上、下修饰层为二硫化钨、MoS2、WSe2、ZnO或GaN中的任意一种，厚度均为10-20nm。
步骤3高介电常数陶瓷靶材是指用多种材料混合并采用高温烧结制成的靶材，如BZN陶瓷靶材由Bi2O3、ZnO、Nb2O5三种材料混合并采用高温烧结制成。
本发明的有益效果是，针对现有技术存在的缺陷，将电容器结构改进为纳米薄层结构，通过结构中使用的不同材料的特性不同，在介电常数大小、漏电流大小和界面质量等方面取长补短。
1、电容器的结构和制备工艺简单，易于大规模批量生产；
2、原料成本低，极大地降低了生产成本；
3、二硫化钨薄膜致密、比表面积大，极大地改善了电极层与介质层的接触界面质量、增大储存能量；
4、在兼顾了较高的电容密度，较低的漏电流密度的同时，采用柔性聚合物衬底及石墨烯、ITO、AZO叉指电极，透明性、柔性及稳定性良好，具有宽阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的结构示意图；
图2是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的多层结构示意图；
图3是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的叉指电极结构图；
图4是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的电容密度与损耗对比图；
图5是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的漏电流比对图；
图6是本发明的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的介电常数和损耗比对图；
图中，1.柔性聚合物衬底，2.下修饰层，3.上修饰层，4.上透明电极层，5.储能薄膜层，6.下透明电极层。
具体实施方式
本发明提供一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器结构如图1所示，包括柔性聚合物衬底1和垂直叠置在衬底上的至少一个薄膜电容器储能薄膜层(如图2所示、C1、C2、C3、C4分别代表一个储能薄膜层)，薄膜电容器储能薄膜层包含从下往上依次垂直叠置在柔性聚合物衬底1上的下透明电极层6、下修饰层2、高介电常数储能薄膜层5、上修饰层3和上透明电极层4；
如图3所示，上透明电极层和4和下透明电极层6为叉指电极结构，透明电极层材料为石墨烯、氧化铟锡ITO或掺铝氧化锌AZO，厚度均为150-200nm；
储能薄膜层5的材料为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或BZN具有焦绿石结构高介电常数材料，厚度为200-300nm，其中BZN是指铋基焦绿石Bi2O3-ZnO-Nb2O5体系薄膜；
上、下修饰层为二硫化钨、MoS2、WSe2、ZnO或GaN中的任意一种，厚度均为10-20nm。
柔性聚合物衬底为PET衬底、PI衬底、PEN衬底、PEEK衬底或PC柔性衬底。
一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法，具体步骤如下：
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底1上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层6的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的下透明电极层6；
步骤2、下修饰层2的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层6的基础上沉积一层10-20nm厚的下修饰层2；
步骤3、储能薄膜层5的制备
室温条件下，使用高介电常数陶瓷靶材，采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层2表面上，沉积厚度为200-300nm的高介电常数储能薄膜层5；
步骤4、上修饰层3的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层5上，沉积一层厚度为10-20nm的二硫化钨上修饰层3；
步骤5、上透明电极4的制备
首先，在上修饰层3表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的上透明电极层4。
储能薄膜层5制备时所选陶瓷靶材为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或如BZN具有焦绿石结构高介电常数材料。
下透明电极层6和上透明电极层4为叉指电极结构，透明电极为石墨烯、ITO或AZO，厚度均为150-200nm。
上、下修饰层为二硫化钨、MoS2、WSe2、ZnO或GaN等中的任意一种，厚度均为10-20nm。
BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料是指用Bi2O3、ZnO、Nb2O5三种材料混合并采用高温烧结制成的靶材。
工艺重点：
1.高介电储能介质的二硫化钨修饰层不仅仅包括与WS2性质类似的化合物如MoS2，WSe2等类石墨烯材料，还包括ZnO、GaN等半导体材料。
2.透明叉指电极不仅仅包括ITO电极，还包括石墨烯、AZO等透明电极。
3.磁控溅射或热蒸发低温制备储能薄膜层、电极层和修饰层。
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底1上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层6的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150nm的下透明电极层6；
步骤2、下修饰层2的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层6的基础上沉积一层10-20nm厚的下修饰层2；
步骤3、储能薄膜层5的制备
室温条件下，使用BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料作为陶瓷靶材，采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层2表面上，沉积厚度为250nm的高介电常数储能薄膜层5；
步骤4、上修饰层3的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层5上，沉积一层15nm厚的二硫化钨上修饰层3；
步骤5、上透明电极4的制备
首先，在上修饰层3表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为170nm的上透明电极层4。
下透明电极层6和上透明电极层4为叉指电极结构，透明电极为石墨烯，厚度均为150-200nm。
上修饰层为MoS2、下修饰层为ZnO，厚度均为10-20nm。
实施例2
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底1上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层6的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150nm的下透明电极层6；
步骤2、下修饰层2的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层6的基础上沉积一层10nm厚的下修饰层2；
步骤3、储能薄膜层5的制备
室温条件下，使用陶瓷靶材为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或如BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层2表面上，沉积陶瓷靶材形成厚度为200nm的高介电常数储能薄膜层5；
步骤4、上修饰层3的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层5上，沉积一层厚度为10nm二硫化钨上修饰层3；
步骤5、上透明电极4的制备
首先，在上修饰层3表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150nm的上透明电极层4。
储能薄膜层5制备时所选陶瓷靶材为Al2O3。
下透明电极层6和上透明电极层4为叉指电极结构，透明电极为石墨烯，厚度均为150nm。
上修饰层为二硫化钨、下修饰层为MoS2，厚度均为10nm。
实施例3
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底1上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层6的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为200nm的下透明电极层6；
步骤2、下修饰层2的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层6的基础上沉积一层20nm厚的下修饰层2；
步骤3、储能薄膜层5的制备
室温条件下，使用HfO2陶瓷靶材采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层2表面上，沉积厚度为300nm的高介电常数储能薄膜层5；
步骤4、上修饰层3的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层5上，沉积一层厚度为20nm二硫化钨上修饰层3；
步骤5、上透明电极4的制备
首先，在上修饰层3表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为200nm的上透明电极层4。
下透明电极层6和上透明电极层4为叉指电极结构，透明电极为ITO，厚度为200nm。
上修饰层为WSe2、下修饰层为ZnO，厚度均为20nm。
实施例4
选择柔性聚合物作为衬底，然后在经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100℃烘干等表面处理后的柔性聚合物衬底1上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层6的制备
首先，在柔性聚合物衬底1上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为180nm的下透明电极层6；
步骤2、下修饰层2的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层6的基础上沉积一层15nm厚的下修饰层2；
步骤3、储能薄膜层5的制备
室温条件下，使用TiO2陶瓷靶材采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层2表面上，沉积厚度为200-300nm的高介电常数储能薄膜层5；
步骤4、上修饰层3的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层5上，沉积一层15nm厚的二硫化钨上修饰层3；
步骤5、上透明电极4的制备
首先，在上修饰层3表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的上透明电极层4。
下透明电极层6和上透明电极层4为叉指电极结构，透明电极为AZO，厚度均为180nm。
上修饰层为二硫化钨、下修饰层为GaN，厚度均为15nm。
本发明利用WS2薄膜为一种具有类石墨烯的层状结构、高的比表面积、成膜致密等特点的类石墨烯材料且带隙可调的半导体的特点，在采用高介电常数绝缘介质作为储能薄膜层来提高电容密度时，相对于现有技术所使用的材料而言，显著改善了电极层与储能薄膜层之间的界面质量、降低储能薄膜层的漏电流(漏电流从10-4A/cm2降低到10-6A/cm2，降低了2个数量级，如图4所示)、增大电容器比表面积、提高电容器的储能密度(电容密度从155nF/cm2增加到220nF/cm2，如图5所示)，储能层的介电常数几乎没有发生变化，如图6所示。提出了一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器及其制备方法，包括柔性聚合物衬底，垂直叠置在衬底上的至少一个薄膜电容器层，所述薄膜电容器层包含下往上依次垂直叠置的下透明电极层、下二硫化钨修饰层、高介电常数储能薄膜层、上二硫化钨修饰层，上透明电极层。
Claims (3)
1.一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器，其特征在于，包括柔性聚合物衬底（1）和垂直叠置在衬底上的至少一个薄膜电容器储能薄膜层，所述薄膜电容器储能薄膜层包含从下往上依次垂直叠置在柔性聚合物衬底（1）上的下透明电极层（6）、下修饰层（2）、高介电常数储能薄膜层（5）、上修饰层（3）和上透明电极层（4）；
所述上透明电极层（4）和下透明电极层（6）为叉指电极结构，所述透明电极层材料为石墨烯、氧化铟锡ITO或掺铝氧化锌AZO，厚度均为150-200nm；
所述储能薄膜层（5）的材料为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料，厚度为200-300nm，其中BZN是指铋基焦绿石Bi2O3-ZnO-Nb2O5体系薄膜；
所述上、下修饰层为二硫化钨、MoS2、WSe2、ZnO或GaN中的任意一种，厚度均为10-20nm；
所述柔性聚合物衬底为PET衬底、PI衬底、PEN衬底、PEEK衬底或PC柔性衬底。
2.一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
选择柔性聚合物作为衬底，然后经过裁剪、丙酮和无水乙醇超声清洗、烘箱100oC烘干表面处理后的柔性聚合物衬底（1）上依次制备一层或多层薄膜电容器层；
其中，薄膜电容器层的制备包括以下步骤：
步骤1、下透明电极层（6）的制备
首先，在柔性聚合物衬底（1）上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；
然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发法镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的下透明电极层（6）；
步骤2、下修饰层（2）的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤1下透明电极层（6）的基础上沉积一层10-20nm厚的下修饰层（2）；
步骤3、储能薄膜层（5）的制备
室温条件下，使用高介电常数陶瓷靶材，采用磁控溅射法，在步骤2制备得到的下修饰层（2）表面上，沉积厚度为200-300nm的高介电常数储能薄膜层（5）；
步骤4、上修饰层（3）的制备
室温条件下，使用WS2靶材，采用磁控溅射法，在步骤3制备得到的高介电常数储能薄膜层（5）上，沉积一层厚度为10-20nm的二硫化钨上修饰层（3）；
步骤5、上透明电极层（4）的制备
首先，在上修饰层（3）表面上采用lift-off剥离工艺制备出电极图形；然后，在室温条件下，采用磁控溅射或热蒸发镀膜的方法，在制备出的电极图形上沉积一层厚度为150-200nm的上透明电极层（4）；
所述储能薄膜层（5）制备时所选陶瓷靶材为Al2O3、HfO2、TiO2、ZrO2或如BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料；
所述BZN具有焦绿石结构的高介电常数材料是指用Bi2O3、ZnO、Nb2O5三种材料混合并采用高温烧结制成的靶材。
3.根据权利要求2所述的一种具有高储能密度的柔性薄膜电容器的制备方法，其特征在于，所述下透明电极层（6）和上透明电极层（4）为叉指电极结构，透明电极为石墨烯、ITO或AZO，厚度均为150-200 nm。
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