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《zno%3aal透明導(dǎo)電薄膜制備的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ZnO：AI透明導(dǎo)電薄膜的制備研究摘要透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜以其高的透光率和低的電阻率，被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、平板顯示、特殊功能窗口以及其他光電器件領(lǐng)域。其中，氧化銦錫(ITO)是目前應(yīng)用最廣的TCO薄膜，但同時由于其價格昂貴且原材料In有毒，很大程度上限制了ITO薄膜的應(yīng)用。而氧化鋅(ZnO)具有原材料豐富、無毒，易光刻，在氫等離子體中的穩(wěn)定性較好等優(yōu)點，不僅具有高的透光率，而且摻雜后的ZnO具有良好的導(dǎo)電性。目前，ZnO已作為一種替代ITO薄膜的新型TCO薄膜而受到廣泛的關(guān)注。目前，對鋁摻雜氧化鋅(ZnO：AI，簡稱AZO)的研究和開發(fā)已成為熱
2、點。與硬質(zhì)AZO薄膜相比，柔性AZO薄膜不但有與其相近的光電特性，又具有重量輕、不易碎、可彎曲、易于大面積生產(chǎn)、便于攜帶等獨特的優(yōu)點。這使得在電子器件向小型化、輕便化發(fā)展的方向上，在柔性襯底上沉積AZO薄膜已成為研究的熱門課題。本文利用射頻磁控濺射法分別在玻璃(硬質(zhì))和PET(柔性)襯底上制備了AZO薄膜，并進行實驗測定和分析對比研究。主要內(nèi)容有：1．針對不同襯底材料選擇實驗中的工藝參數(shù)。制備硬質(zhì)AZO薄膜所選用的工藝參數(shù)有濺射功率、工作壓強及襯底溫度；制備柔性AZO薄膜所選用的工藝參數(shù)有濺射功率、工作壓強及緩沖層沉積時間。2．在各工藝參數(shù)的范圍內(nèi)，分別利
3、用正交法設(shè)計參數(shù)組制備硬質(zhì)AZO薄膜和柔性AZO薄膜。柔性AZO薄膜是在室溫的條件下制備，并以沉積同質(zhì)緩沖層的方法處理柔性襯底。3．分別用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、四探針測試儀以及紫外可見分光光度計測試分析薄膜的結(jié)構(gòu)特性、表面形貌、電學(xué)特性及光學(xué)特性。4．對比了相同條件下制備的硬質(zhì)AZO薄膜與柔性AZO薄膜的結(jié)構(gòu)性能、表面形貌、電學(xué)性能及光學(xué)性能。實驗結(jié)果為，Zn和Al以Zn2+和A13+的形式存在，Al的摻雜并沒有改變ZnO的纖鋅礦結(jié)構(gòu)，摻雜后的薄膜同樣具有[002]晶向的擇優(yōu)取向。其他條件相同的情況下，在濺射功率為180W、工作
4、壓強為0．25Pa、襯底溫度為200℃時制備的硬質(zhì)AZO薄膜的光電性能最好，其性能參數(shù)分別為薄膜方阻為16．11D．／o，在可見光區(qū)的平均透光率達92％。室溫下，在其他條件不變時，制備的柔性AZO薄膜在濺射功率為200W、工作壓強為0．25Pa、同質(zhì)緩沖層沉積時間為5min時獲得最低方阻28．46D．／o，平均透光率達93％。實驗結(jié)果分析表明，濺射功率、工作壓強、襯底溫度及緩沖層沉積時間對薄膜的性能具有非常重要的影響；與硬質(zhì)AZO薄膜的方阻相比，柔性AZO薄膜的方阻略高，但其性能仍優(yōu)于硬質(zhì)AZO薄膜；沉積一定厚度的同質(zhì)緩沖層，既可降低柔性AZO薄膜的方阻，
5、又不影響薄膜在可見光區(qū)的透光率。但同時也可以看出，沉積同質(zhì)緩沖層的柔性AZO薄膜的電學(xué)性能仍然不及相同條件下制備的未沉積緩沖層的硬質(zhì)AZO薄膜，這表明，柔性AZO薄膜還需進行更加深入的研究。關(guān)鍵詞：AZO薄膜，射頻磁控濺射法，緩沖層，方阻，透光率ⅡSTUDY0NTHEPREPAREDAlUMINUM．DOPEDZnOTRANSPARENTCoNDUCTIVETHINFILMSABSTRACTThetransparentconductiveoxide(TCO)thinfilmswithhi曲transmittanceandlowresistivityarew
6、idelyusedinsolarbattery，paneldisplay，filmingofwindowwithspecialfeaturesaswellasotherfieldsofoptoelectronicdevices．Amongthem，indiumtinoxide(ITO)thinfilmiSthemostwidelyusedtransparentconductiveoxidethinfilm．ButtheusageofIT0th．infilmiSaffectedbyitshighpriceandtoxicsubstancesIninrawma
7、terialswhichhasacertainimpactonthenaturalenvironmentandhumanhealth．Zincoxide(ZnO、lhasmanyadvantagessuchasabundantrawmaterials，non—toxic，easytolithography，goodstabilityinhydrogenplasma,anditnotonlyhashighlighttransmittance，butalsothedopedZn0hasgoodelectricalconductivity．Sofar．theZn
8、OthinfilmhasbecomethenewTC0filmas
