磁控濺射制備ZnS基透明導(dǎo)電薄膜及其光電性能研究.pdf

1、具有低電阻率及高透光率的ZnS基透明導(dǎo)電薄膜，在液晶顯示器，太陽能電池和有機發(fā)光器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。針對目前市場上應(yīng)用的透明導(dǎo)電薄膜成本高和光電性能低的問題，本論文以ZnS基透明導(dǎo)電薄膜為研究對象，以制備具備寬波長范圍透明、高光透過率和低電阻的高綜合性能新型透明導(dǎo)電薄膜為目標，采用磁控濺射儀交替濺射制備ZnS/Cu多層復(fù)合薄膜和共濺射制備Cu摻雜ZnS薄膜(ZnS: Cu)，利用XRD、AFM、SEM、UV-Vis和四探針儀等

2、多種現(xiàn)代分析測試手段，研究ZnS層厚度、Cu層厚度和層數(shù)對ZnS/Cu多層復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)及光電性能影響，進一步研究退火溫度對ZnS/Cu三層、五層以及ZnS:Cu薄膜結(jié)晶性能、表面組織形貌以及光電學(xué)性能影響。
　　薄膜微觀結(jié)構(gòu)、電子濃度和各層厚度引起的光干涉效應(yīng)共同影響ZnS/Cu多層復(fù)合薄膜的綜合性能。中間層Cu薄膜按島狀方式生長，當(dāng)Cu層為16nm和ZnS層均為42nm時，ZnS/Cu/ZnS復(fù)合薄膜在可見光波段的最高透光率

3、達87％，方塊電阻為62.5Ω/sq，品質(zhì)因子最大為3.76×10-3Ω-1。增加薄膜沉積層數(shù)至五層時，薄膜的透射峰向長波移動，近紅外波段最高透過率為88%，方塊電阻降低至56.4Ω/sq，品質(zhì)因子為4.48×10-3Ω-1。
　　退火處理能夠改善ZnS/Cu多層復(fù)合薄膜的結(jié)晶性能，提高薄膜的光透過率并降低其電阻。在200℃退火溫度下，薄膜開始結(jié)晶，表面出現(xiàn)大顆粒團簇。在100℃退火溫度下，復(fù)合薄膜的綜合性能最高分別為:ZnS/C

4、u/ZnS三層薄膜在可見光波段的最高光透過率上升至90%且1100nm處透光率仍高達73%，方塊電阻下降至46.3Ω/sq；ZnS/Cu/ZnS/Cu/ZnS五層薄膜的透射峰向短波移動，可見光波段最高的光透過率上升至89%且1100nm處透光率為72%，方塊電阻下降至40.4Ω/sq。
　　ZnS: Cu薄膜進行退火處理，薄膜在ZnS(111)擇優(yōu)取向。繼續(xù)增加退火溫度，Cu占住Zn位形成P型半導(dǎo)體Cu2S，Cu2S晶粒不斷長大并