ZAO透明導(dǎo)電薄膜的制備與特性研究.pdf

1、隨著太陽能光伏電池、LED、平板顯示(FPD)等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,透明導(dǎo)電氧化物薄膜(TCO)也隨之壯大、發(fā)展起來,其中ZnO:Al(ZAO)透明導(dǎo)電薄膜憑借其優(yōu)良的光學(xué)和電學(xué)特性而備受人們關(guān)注。與傳統(tǒng)的ITO薄膜相比,ZAO薄膜具有原材料豐富、制備工藝簡單、成本低廉、無毒、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點,使其在各領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,將成為新一代透明導(dǎo)電氧化物薄膜的代表。研究制備工藝,分析工藝參數(shù)與薄膜光電特性之間的內(nèi)在關(guān)系,摸索出最佳制備條件

2、,制備出性能優(yōu)良的ZAO透明導(dǎo)電薄膜具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
　　 本文采用磁控濺射法,在普通玻璃襯底上制備了摻鋁氧化鋅(ZAO)透明導(dǎo)電薄膜。通過改變?yōu)R射氣壓、濺射功率、濺射時間等工藝參數(shù),制備了多組薄膜樣品,用原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射儀(XRD)、EDS能譜儀、紫外-可見光分光光度計、霍爾效應(yīng)測試儀等對樣品的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、成分及光電特性進(jìn)行了表征分析。
　　 實驗結(jié)果表明,直流磁控濺射法可以制備

3、出表面光滑致密的多晶纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZAO透明導(dǎo)電薄膜。薄膜樣品最低電阻率可達(dá)3.560×104Ω·cm,可見光區(qū)平均透過率接近90％,能滿足ZAO薄膜應(yīng)用的要求。本實驗條件下其最佳工藝窗口為:濺射氣壓0.5-1.0Pa,濺射功率200-275W,濺射時間7-15min。
　　 對薄膜的導(dǎo)電機(jī)理研究表明:未摻雜ZnO薄膜的導(dǎo)電性主要源于薄膜內(nèi)部點缺陷引起的化學(xué)計量比偏離,其中鋅間隙和氧空位為主要的載流子提供者；ZAO薄膜中載流子主要來