AZO太陽(yáng)能薄膜的制備與研究.pdf

1、本文以兩種方式在透明玻璃襯底上磁控濺射制備AZO薄膜，分別是Zn、Al金屬靶直流濺射和氧化鋅鋁（97:3 wt％）陶瓷靶射頻濺射，通過(guò)對(duì)薄膜進(jìn)行退火處理以改善薄膜結(jié)構(gòu)。分別采用X-ray Diffraction(XRD)、四探針、紫外分光光度計(jì)和掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試薄膜的表面微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶質(zhì)量、電學(xué)性能和光學(xué)性能。主要的研究參數(shù)是氧氬比、Al含量、Ar氣壓強(qiáng)、退火時(shí)間和溫度，研究分析參數(shù)變化對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

2、金屬雙靶直流濺射制備AZO薄膜，O2/Ar=0.35時(shí)，薄膜的綜合性能較好，透光度達(dá)到92%，電阻率是5.6×10-3.cm。其中氧氣含量對(duì)薄膜的光電性能影響很大，在試驗(yàn)中隨著氧氬比的增大（0.25-0.8范圍內(nèi)），薄膜的透光度由85%上升到92%，電阻率從5.6×10-3.cm增加到1.4×10-2cm。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Al摻雜實(shí)驗(yàn)表明，Al摻雜量對(duì)AZO薄膜的光學(xué)性能影響不大，所有樣品的透射率均在85%以上，但Al

3、摻雜量對(duì)薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和導(dǎo)電性能有顯著的影響。當(dāng)Al摻雜量Wt（Al）=1.2%時(shí)，AZO薄膜晶粒尺寸最大，結(jié)晶性能較好。當(dāng)Al摻雜量Wt（Al）=1.4%時(shí)，電阻率最低，達(dá)到4.2×10-3cm。⑵退火處理對(duì)薄膜的導(dǎo)電性能有改善作用。合適的退火處理能使薄膜產(chǎn)生再結(jié)晶而導(dǎo)致晶粒細(xì)化，薄膜結(jié)晶情況得到改善，從而使薄膜光電性能均得到提高。在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，退火溫度越高，薄膜的光電性能越好，退火時(shí)間長(zhǎng)短也對(duì)薄膜性能有較大影響。本實(shí)驗(yàn)中，金屬靶

4、濺射制備的AZO薄膜在退火溫度為450℃、時(shí)間1-2h時(shí)，光電性能較佳,透射率和電阻率分別為：92%和33.6.10cm。⑶陶瓷靶射頻濺射制備AZO薄膜，濺射過(guò)程通氧有利于氧粒子充分與鋅結(jié)合，提高AZO薄膜的光學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)條件下，陶瓷靶通氧濺射制備的薄膜，其透射率均比較高，達(dá)到93%；在不通氧的情況下，透射率也達(dá)到90%，薄膜電阻率最低，達(dá)到33.2.10cm，綜合性能最佳。⑷氬氣壓強(qiáng)是影響AZO薄膜電學(xué)性能的重要因素，在不通氧的情況