Sol-Gel法制備ZnO-Al透明導電膜及其光電性能研究.pdf

1、透明導電氧化物薄膜因其具有低的電阻率和在可見光范圍內(nèi)高的透射率，在太陽能電池、液晶顯示等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。透明導電氧化物薄膜主要包括SnO2、In2O3、ZnO及上述氧化物的摻雜系列。其中，A13+摻雜的ZnO(簡稱AZO)薄膜因其具有優(yōu)良的光電性能己成為研究熱點之一。目前，降低AZO薄膜的電阻率，摸索出可重復性好，質(zhì)量穩(wěn)定的制備方法和工藝成為亟待解決的問題。
　　本文采用二水合醋酸鋅(Zn(CH3COO)2·2H2O)作為前驅(qū)

2、體，乙二醇甲醚(CH2OHCH2CH2OCH3)作為溶劑，乙醇胺(HOCH2CH2NH2)作為穩(wěn)定劑，采用溶膠-凝膠法在玻璃基體上制備了AZO薄膜。主要研究了厚度、摻雜濃度(0％~3%)、退火溫度(300℃-500℃)以及退火氣氛(空氣、氫氣和氬氣)對薄膜晶體結(jié)構(gòu)、透射率及電阻率的影響。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、霍爾效應(yīng)測試儀、紫外可見分光光度計等對制備的AZO薄膜進行了表征和性能研究。
　　研究表明：采

3、用溶膠一凝膠法所制備的AZO薄膜為六方纖鋅礦型結(jié)構(gòu)，沿(002)面擇優(yōu)生長，退火溫度為500℃時薄膜擇優(yōu)取向最強。不同濃度的A13+摻雜(1at%-3at%)均能提高其導電性能，摻雜濃度為1%時，薄膜電阻率最低。退火溫度與退火氣氛對薄膜的電阻率也有明顯的影響。摻雜濃度為1%時，空氣中不同溫度下退火處理，500℃下薄膜電阻率最低。500℃下不同氣氛處理，氫氣中退火處理的薄膜電阻率最低。退火溫度與退火氣氛對薄膜的透射率影響不大，薄膜在可見光