溶膠—凝膠法制備AZO透明導(dǎo)電薄膜的研究.pdf

1、透明導(dǎo)電氧化物薄膜具有高的載流子濃度和較寬的光學(xué)能隙,因而表現(xiàn)出優(yōu)良的光電性能,如低的電阻率和在可見光范圍內(nèi)高的透射率.目前,透明導(dǎo)電氧化物薄膜主要包括SnO<,2>、In<,2>O<,3>、ZnO及上述氧化物的摻雜體系.近年來,ZnO薄膜成為國內(nèi)外薄膜材料工作者的研究熱點之一,有望成為In<,2>O<,3>薄膜的最佳替代品;通過適量摻雜的ZnO透明導(dǎo)電薄膜具有優(yōu)異的光電性能,能應(yīng)用于許多光電器件,如作為透明導(dǎo)電電極在液晶顯示、太陽能電

2、池、熱鏡和表面聲波器件等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用.本文采用溶膠—凝膠方法在載玻片上成功地制備出Al<'3+>摻雜型ZnO薄膜.所用的溶膠以乙二醇甲醚為溶劑,醋酸鋅為前驅(qū)體,單乙醇胺為穩(wěn)定劑經(jīng)反應(yīng)制得;用浸漬提拉法在基片上涂膜,經(jīng)烘烤和退火處理形成均勻透明的ZnO薄膜.采用L9(3<'4>)正交設(shè)計法,對溶膠—凝膠方法制備AZO薄膜的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究,通過極差法確定了在溶膠—凝膠方法制備條件下得到最佳光電性能AZO薄膜的工藝條件為:溶膠濃

3、度1mol/L、摻雜量3at.％、鍍膜層數(shù)16層、退火溫度600℃.采用溶膠—凝膠工藝制備的AZO薄膜在可見光范圍內(nèi)的最高透射率在87％左右,最低電阻率可達(dá)3.4×10<'-2> Ω·cm.利用SEM、分光光度計和四探針測試儀對薄膜的結(jié)構(gòu)和光電特性進(jìn)行了研究結(jié)果表明:摻雜量、退火溫度、涂膜層數(shù)和溶膠濃度對AZO薄膜光電性能均有不同程度的影響.增加摻雜量和提高退火溫度都能降低薄膜的電阻率,但過多的摻雜和過高的退火溫度反而會增加電阻率;增加