溶胶—凝胶法制备azo透明导电薄膜的研究

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1、武汉理一人学硕士学位论文中文摘要透明导电氧化物薄膜具有高的载流子浓度和较宽}(,sYe学能隙，闪『而表现出优良的光电性能，如低的电l驵率和在可见光范围内高的透射率。FJ前，透明导电氧化物薄膜主要包括Sn02、In203、ZnO及上述氧化物的掺杂体系。近年来，zno薄膜成为国内外薄膜材料工作者的研究热点之一，有望成为In203薄膜的最佳替代品；通过适量掺杂的ZnO透明导电薄膜具有优异的光电性能，能应用于许多光电器件，如作为透明导电电极在液晶显示、太阳能电池、热镜和表面声波器件等领域获得广泛的应用。本文采用溶)1'2-

2、凝胶方法在载玻片上成功地制备出Al”掺杂型ZnO薄膜。所用的溶胶以乙：二醇fp醚为溶剂，醋酸锌为前驱体，单乙醇胺为稳定剂经反应制得；用浸渍提拉法住鉴片l涂麒，经烘烤和退火处理形成均匀透明的ZnO薄膜。采用L9(34)JF变没计法，对溶胶一凝胶方法制备AZO薄膜的一J一艺参数进行丁优化研究，通过极筹法确定了在溶胶一凝胶方法制备条件下得到最佳光电性能AZO薄膜的I：艺条件为：溶胶浓度lmol／L、掺杂量3at．％、锻膜层数】6层、退火温度600℃。采用溶胶一凝胶：I：岂制备的AZO薄膜在州‘见光范围内的最高透射率在87

3、％左右，最低电阻率可达3．4×10_2Q·CI'II。利用SEM、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圹结果表明：掺杂量、退火温度、涂膜层数和溶胶浓度剥AZ0薄膜光电性能均有不尉程度的影lI向。增加掺杂量和提高退火温度都能降低薄膜的电阻率，但过多的掺杂和过t：●的退火温度反而会增加电阻率：增加溶胶n勺浓度和涂膜层数均能增加薄膜的厚度，薄麒厚度的增加会导致薄膜电阻率的降低。增加掺杂量和提高退火温度刈薄膜在¨J+见光范围内的平均透射率基本无影响，但能促进薄膜的吸收边“监移”：增加溶胶浓度和涂膜层数均降

4、低薄膜在可见光范围内的透别率。薄膜内部晕多孔结构，品粒大小均匀，且成等轴状。关键吼!fi导体，溶胶一凝胶，AZ0薄膜，光电性能武汉理f‘人学硕卜学位论文AbstractTransparentconductiveoxidethinfilmsexhibitoutstandingopticalandelectricalpt‘operties，suchaslowresistivetyandhightransmittanceinthevisiblerangeetc，becauseofhighcarrierconcentrat

5、ionandwideopticalbandgap．AtpresenttransparentconductiveoxidethinfilmsincludechieflySnOz、In203、ZnOandtheirdopantsystem．Recently，ZnOthinfilmshavebecomeoneofthet．0cusesofresearchnationallyandworldly,andemergedasthebestalternativecandidatefor!n203thinfilms．Transpa

6、rentconductiveoxidethinfilmsdopedwithsuitabledopantshavemoreexcellentopticalandelectricalproperties，andareappliedwidelytovariouselectricalandopticaldevicesincludingliquidcrystaldisplay，solarcell，hotmirrorandsurfaceacousticwavedevicesastranspm’entandconductiveo

7、xideelectrodes．Inthispaper,theAI”一dopedZnOthinfilmsweredepositedonsubstratesbysol—gelmethodfrom2-methoxyethanolsolutionspreparedbyZincacetateasprecursor,DEAasstabilizer．HomogenoustransparentZnOthinfilmsdopedwithAl”wereformedfinallybydiping，drying，pre—heattreat

8、mentandannealing。OptimumstudyoftechnologicalparametersfortilepreparationofAZOthinfilmsbysol-gelwascarriedthroughL9(34)orthogonaldesign．Theoptimumtechnologicalparametersforthebestop