云南大学生创新创业训练计划项目

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1、云南省大学生创新创业训练计划项目立项申请表推荐学校：云南大学项　目　名　称：Al掺杂ZnO透明导电薄膜的表面修饰及其光电性能项目申报类别：创新训练所属一级学科名称：材料科学与工程申　　请　　人：刘旭所在学院及年级：物理科学技术学院，2011级指　导　教　师：王毓德单位和职称：物理科学技术学院，教授填　表　日　期：2013年5月8日云南省教育厅制2012年2月填表说明1.《申报书》各项内容，必须实事求是，表达要明确严谨，并要求打印或用钢笔填写。页面不够时可加页，不得破坏后面表格的完整和美观。对于填写不合要求

2、、内容含糊不清、字迹潦草者，不予受理。2.该《申报书》为A4　纸，各单位或个人可以从云南省教育厅高等教育处网站自行下载或翻印，但格式、内容、大小应与原件相同。一、项目申请人情况申请人姓　名刘旭性别男民族汉出生日期1993.1.4所在学院物理科学技术学院专业、班级材料化学项目名称Al掺杂ZnO透明导电薄膜的表面修饰及其光电性能通讯地址986630414@qq.com电话18788108489项目类别■创新训练　　□创业训练　　□创业实践项目周期2年所属学科专业材料科学与工程申请人参加科研的经历自何年月至何年

3、月参加的项目担任的工作2012.112013.9Al掺杂ZnO透明导电薄膜的制备与表面修饰项目负责人项目组其他成员（不超过5人，不包括申请人和指导教师）姓　名性别年级所在学院专　　业分　工签　名潘凯孟男2011级物理科学技术学院材料化学薄膜修饰潘凯孟李维博男2011级物理科学技术学院材料化学薄膜性能测试李维博二、拟申报项目情况（一）项目介绍（研究目标、研究背景及现状、工作原理和方案设想、计划进度安排等）1.研究目标：用氢气、氮气气氛处理由溶胶-凝胶法在玻璃片上制备的Al掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜，并

4、探究真空蒸发镀膜法在其表面镀一层纳米级Ag薄膜以及紫外氯化法对其表面进行修饰，以改善其作为光电子器件电极的性能，最后采用离子聚合碳氟化合物处理，最终形成AZO/Ag-CFx薄膜。并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、光电子能谱（XPS）对AZO薄膜的晶体结构、形貌、表面状态进行表征，并进一步研究其光学、电学性能，探讨相关的机制和机理。2.研究背景：Al掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜具有优良的光电性能，被认为是ITO薄膜的理想替代品，国际上发达国家早在20世纪70～80年

5、代就开发了一系列热反射玻璃和热反射薄膜材料，其可见光透过率高达70%～85%，太阳能热反射达到50%以上。据估算，用于民用建筑节能达20%左右，公共建筑节能达12%左右。国内一些大型的玻璃生产企业，近期已通过引进国外工艺技术和生产线，采用磁控溅射的方法生产具有三层膜结构（介质膜、金属膜、介质膜）的透明热反射隔热涂层镀层，由于其生产成本和售价相对较高，主要用在一些大型的公共建筑，还未能广泛地应用于民用建筑中。为此，尽快地研制和开发低成本的透明热反射隔热涂层，对于节能窗的普及与推广应用具有十分积极的意义。AZ

6、O透明导电薄膜由于其电学光学性能、机械稳定性，被广泛的应用在各种光电器件如平板显示器电极、太阳能电池、节能视窗、气敏传感器、压电器件等，应用领域涉及军事、航空、航天等。掺杂ZnO透明导电薄膜材料本身无毒，制备工艺相对简单，易于实现掺杂，原料易得、价廉，因此发展潜力极大。随着研究的深入，其应用领域将不断扩大。太阳能电池由于AZO透明导电薄膜的光学带隙足够宽，能够传输大部分有用的太阳能辐射，故在太阳能电池中可作为减反射层和透明电极使用，能提高太阳能的转化率。用质优价廉的Al掺杂ZnO透明导电薄膜代替ITO薄膜

7、用于平板显示器，可以大大降低成本，提高产品质量。利用AZO透明导电薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性，制成寒冷环境下的视窗或太阳能收集器的观测窗，使能量保持在封闭的空间里以起到热屏蔽的作用，可以节省大量能源。另外还能用作汽车、火车、航天器等的视窗玻璃以及陈列窗的制造，其作用不仅可以隔热节能，而且薄膜通电后，还可以收到防雾除霜的效果。但AZO的功函数相对比较低，因而限制了其作为光电器件电极界面处电荷注入和收集的效率。通过表面修饰对AZO薄膜进行功函数调制，可改善AZO薄膜作为光电子器件电极的性能。

8、3.工作原理：溶胶-凝胶法以金属醇盐作为原料（许多研究者开始使用金属盐作为原料之一的前驱物）在溶液中通过化合物的水解、聚合，制成溶有金属氧化物或氢氧化物微粒的溶胶液，进一步反应制成凝胶，再将凝胶加热制成非晶或多晶材料。其工艺设备简单，成本较低，生长温度低，易于精确控制其组分的化学计量比和掺杂改性；适与大面积制膜和批量生产，可在分子水平控制掺杂。通过此法，调整溶胶浓度、Al掺杂量、陈化时间、涂敷次数、预热与退火的工艺与相关参数可