zno基透明导电膜的制备及特性研究

《zno基透明导电膜的制备及特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要通过适量掺杂的ZnO透明导电薄膜具有优异的光电性能，能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。本课题研究的主要目的是探索S01．Gel法制备ZnO透明导电薄膜中Al”、F．的掺杂方式和掺杂比、低温合成、低维多晶聚集结构对薄膜导电率和透光率的影响。本文采用溶胶．凝胶方法在载玻片上成功地制备出Ar、F‘掺杂型ZnO薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前驱体，单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；用浸渍提拉法在基片上涂膜，经烘干、预处理、热处理形成均匀透明的ZnO薄膜。利用XRD、

2、SEM、XPS、分光光度计和四探针测试仪对薄膜的结构和光电特性进行了研究，结果表明掺杂量、热处理温度、涂膜层数、溶胶浓度和热处理气氛对ZnO薄膜光电性能均有不同程度的影响。适当增加掺杂量和提高热处理温度都能降低薄膜的电阻率，过多的掺杂和过高的热处理温度反而会增加电阻率，掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围内透射率影响不大，提高热处理温度可以提高薄膜的可见光透过率。增加溶胶的浓度和涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电阻率的降低，同时也降低了薄膜的透射率。热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，空气气氛下

3、晶粒取向生长，但电阻率很高，在氩气中550"C可得到电阻率很低的薄膜，氢气中300"C以上处理的薄膜具有低电阻率。AZO、FZO薄膜表面呈致密结构，晶粒大小均匀本文对溶胶．凝胶方法制备AZO、FZO薄膜的工艺参数进行了优化研究，确定了溶胶．凝胶方法制备AZO、FZO薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度0．6mol／L、掺杂量lat％、镀膜层数15层、预处理温度450"C、空气气氛热处理温度为550"C、氩气热处理温度为550"C、氢气热处理温度400"C。采用溶胶-凝胶工艺制备的ZnO薄膜在可见光范围内的最高透

4、射率在90％左右，最低方阻为约IOD．／口，接近ITO导电玻璃。关键词：AZO薄膜FZO薄膜溶胶．凝胶结构与形貌半导体性质光电性能ABSTRACTZnOtransparentconductiveoxidethinfilmsdopedwithsuitabledopantshavemoreexcellentopticalandelectricalproperties，andareappliedwidelytovariouselectricalandopticaldevicesincludingliquidcr

5、ystaldisplay，solarcellandSOon，astransparentandconductiveoxideelectrodes．Inthispaper，influenceofdopantstyleanddopantconcentration，lowtemperaturesynthesis，low-dimensionpolycrysticalstructureonelectiricalandopticalpropertiesofZnOfilmswereinvestigated．ZnOthin

6、filmsdopedwithA1”，F。weredepositedonsubstratesbysol—gelmethodfrom2-methoxyethanolsolutionspreparedbyZincacetateasprecursor,MEAasstabilizer．HomogenoustransparentZnOthinfilmswereformedfinallybydipping，drying，pre-heattreatmentinairandannealingindifferentatmos

7、pheres．XRD，FESEM，XPS，UV-VIS-NIRandFour-Pointprobemethodwereusedtocharicterizechemicalcomponents，microstructure，opticalandelectricalpropertiesofZnObasedthinfilms．Theresultshowedthatdopantconcentration，annealingtemperature，thenumberofcoatings，solconcentrati

8、onandatmospherehadinfluenceinvariousdegreeonthephotoelectricperformanceoftheZnObasedthinfilms．Increasingthedopantconcentrationandtheannealingtemperaturecouldreduceresistivityofthinfilms，butoverhighdopantconcentratio