溶膠-凝膠法制備ZnO-Al透明導(dǎo)電薄膜及其結(jié)構(gòu)、擇優(yōu)生長(zhǎng)行為和性能研究.pdf

1、指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)串請(qǐng)學(xué)科門學(xué)科、專業(yè)提交論文E論文3王華_工學(xué)碩士r2008年4月_____________2008年6月分類兮_______________密級(jí)UDC_______________編兮士本44由?^7^壬】[4db—Iiz^十mvPgi^4VAs^碩士學(xué)位論文題目：溶膠凝膠法制備ZnO:A透明導(dǎo)電薄膜及其結(jié)構(gòu)、擇優(yōu)生長(zhǎng)行為和性能研究(英文）Studyonstructurepreferredientationprope

2、rtiesofZnO:AlthinfilmbySolGelprocess2008年6月16Fl摘要摘要透明導(dǎo)電氧化物薄膜廣泛應(yīng)用于平板顯示器、太陽能電池等光電器件。目前多使用JTO材料，但JTO存在成本高、有毒性、在氫等離子體中不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，所以要尋找JTO的替代材料。鋁摻雜氧化鋅iZnO:Al即ZAO)便是熱點(diǎn)候選材料之一，它不僅成本低廉，而且異有可與JTO材料相媲美的潛在光電性能。和其他制備ZAO薄膜工藝相比，溶膠凝膠法異有工藝簡(jiǎn)單

3、、成本低、易于精確控制組分的化學(xué)計(jì)量比和便于大面積成膜等突出優(yōu)點(diǎn)。本文采用溶膠凝膠旋涂法在普通玻璃載玻片上成功制備出A3摻雜型ZnO薄膜。首先用XRD分析了溶膠溶劑、溶膠穩(wěn)定劑、溶膠濃度、干燥溫度和預(yù)熱溫度等工藝ZAO零醚做溶劑、乙醇胺做穩(wěn)定劑、溶膠濃度為0.75mdL配制溶膠，用旋涂法在80C干燥10mm再經(jīng)250C預(yù)熱處理10mm最后退火處理，可獲得沿c軸高度擇優(yōu)取向生長(zhǎng)ZAO通過XRD、SEM、四探針以及紫外可見光分光光度計(jì)等儀器

4、，系統(tǒng)研究了摻雜ZAOZAO觀結(jié)構(gòu)和光電性能均有不同程度的影響。隨著摻雜量的增加，薄膜晶粒逐漸減小，4于離子半徑的差異導(dǎo)致衍射峰向低角度偏移；隨著摻雜量的增加，電阻率先減小后增大，摻雜量的增加對(duì)薄膜在可見光范圍內(nèi)的平均透光率基本無影響，但能促進(jìn)薄膜的吸收邊“藍(lán)移”。增加鍍膜層數(shù)能增加薄膜的厚度，提高薄膜結(jié)晶程度，從而減小薄膜電阻率，但薄膜厚度達(dá)到一定程度后對(duì)薄膜結(jié)晶以及電阻率的影響不大，而隨著鍍膜層數(shù)的增加薄膜透光率逐漸減小。提高退火溫

5、度，有助于晶體生長(zhǎng)和結(jié)晶，電阻率也逐漸減小，但過高的溫度又會(huì)影響薄膜結(jié)晶使得電阻率下降；退火溫度對(duì)薄膜透光率影響不大，在可見光范圍內(nèi)，薄膜平均透光率都可達(dá)90%。退火氣氛對(duì)薄膜微觀結(jié)構(gòu)和透光率影響都不大，但對(duì)薄膜的電阻率影響比較大。氬氣環(huán)境下退火處理有利于薄膜應(yīng)力的消除以及防止對(duì)氧的吸附，從而使電阻率下降。當(dāng)Al3濃度為1at%、鍍膜層數(shù)為12層、退火溫度為600C和退火氣氛為氬氣的工藝條件下，用溶膠凝膠旋涂法制得了最低電阻率為1.37