二氧化錫基透明導電膜的制備及光電性能的研究.pdf

1、二氧化錫基透明導電薄膜由于其具有好的光學性質和電學性質以及高的紅外反射率已經被廣泛應用在太陽能電池，光電器件，平面顯示以及氣敏元件等領域。和目前廣泛應用的ITO薄膜相比，二氧化錫基透明導電薄膜具有價格便宜，熱穩(wěn)定和化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在太陽能電池上有更好的應用。目前，Sb，As，P，Mo，F(xiàn)，Cl已經被研究者作為雜質摻進二氧化錫中進行了研究，盡管如此，尋找新型的透明導電氧化物薄膜仍然是非常有意義的。
　　 1.本文采用純度為99

2、.5％的SnO2和99.5%的Sb2O3作為原料制作Sb2O3-SnO2陶瓷靶材。用電子天平稱取一定量的SnO2，Sb2O3粉末放入瑪瑙研缽中，滴入一定量的聚乙烯醇粘結劑，充分研磨，直至Sb2O3-SnO2混合粉末成為均勻細小的顆粒；接著將研磨好的混合粉末放入模具內壓制成型，然后在空氣中進行脫膠處理。最后，將脫膠后的靶材放在智能控溫箱式爐中，在大氣氣氛下燒制成陶瓷靶材。
　　 2.本文利用脈沖激光沉積(PLD)系統(tǒng)，采用不同含量

3、的Sb2O3-SnO2制備的陶瓷靶材，在石英等襯底上生長了Sb摻雜SnO2基(ATO)透明導電(TCO)薄膜。通過對生長壓強，襯底溫度，薄膜厚度等參數(shù)對薄膜結晶質量，光學和電學性能的對比研究，找到了適合ATO薄膜生長的工藝參數(shù)，并對其進行了優(yōu)化。制備出了性能優(yōu)異，并具有很好的可重復性的Sb摻雜SnO2基透明導電薄膜。在最優(yōu)化狀態(tài)下，制得薄膜的最低電阻率為1.0×10-3Ω·cm，相應的載流子濃度和霍耳遷移率分別為3.0×1020 cm-

4、3和21.61Cm2V-1S-1，薄膜在可見光區(qū)的平均透過率為83%左右。
　　 3.采用射頻磁控濺射和直流磁控濺射的方法制備了不同的中間Ag層厚度下的SnO2/Ag/SnO2多層膜，研究了不同Ag層厚度下的SnO2/Ag/SnO2多層膜的光電性能，并利用X射線衍射，霍爾效應，四探針，透射譜等表征手段對制備出的樣品進行表征。實驗研究表明，當中間Ag層厚度為5nm時，獲得了最大光電優(yōu)良指數(shù)的透明導電薄膜，最優(yōu)值為1.6×10-2Ω

5、-1，此時其電阻率為4.8×10-5Ω·cm，方電阻為9.61Ω/sq，在可見光區(qū)的平均透過率為83%以上。
　　 4.采用射頻磁控濺射和直流磁控濺射的方法在普通玻璃襯底上制備了不同氧氬比下的SnO2/Ag/SnO2多層薄膜，利用X射線衍射，霍爾效應，四探針，透射譜等表征手段對制備出的樣品進行表征。實驗研究表明，制備SnO2層時，在1:14的氧氬比下獲得了最大光電優(yōu)良指數(shù)的透明導電薄膜，最大優(yōu)良指數(shù)為1.69×10-2Ω-1，電