溶胶-凝胶法制备ITO薄膜的光电性能研究

采用溶胶-凝胶旋转涂膜工艺,在普通玻璃基片上制备了掺锡氧化铟(ITO)纳米透明导电薄膜。采用紫外-可见透射光谱和四探针技术,研究了不同Sn掺杂量、不同热处理温度和热处理时间以及不同涂层对薄膜光学和电学性能的影响。结果表明薄膜的方块电阻随Sn掺杂量的增大和热处理温度的升高先降低后增加,在适宜的温度范围内薄膜在可见光区平均透过率随热处理温度升高而增加。在一定的温度下,随着热处理时间的延长,ITO薄膜的方块电阻先降低后增加,透射率先增加后降低。在最佳工艺条件下,采用溶胶-凝胶法制备的ITO薄膜平均可见光透过率达86%,薄膜方阻为322Ω/□。     

基底温度对直流磁控溅射ITO透明导电薄膜性能的影响

用直流磁控溅射法制备透明导电锡掺杂氧化铟(ITO)薄膜,靶材为ITO陶瓷靶,组分为m(In2O3):m(SnO2)=9:1.运用分光光度计,四探针测试仪研究了基底温度对薄膜透过率、电阻率的影响,并用X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行结构分析.计算了晶面间距和晶粒尺寸,分析了薄膜的力学性质.实验结果表明,在实验设备条件下,直流磁控溅射ITO陶瓷靶制备ITO薄膜时,适当的基底温度(200℃)能在保证薄膜85%以上高可见光透过率下,获得最低的电阻率,即基底温度有个最佳值.薄膜的结晶度随着基底温度的提高而提高.     

Sb掺杂对SnO_2薄膜光电性能的影响研究

以乙醇为溶剂采用溶胶-凝胶法制备出了Sb掺杂的SnO_2复合透明导电薄膜,并利用XRD,SEM,紫外-可见分光光度计,四探针电阻仪等测试方法对Sb掺杂的SnO_2复合薄膜的结构和物性进行了研究。结果表明,当Sb掺杂量小于摩尔分数7%时,SnO_2复合薄膜均呈四方金红石型晶体结构;随着Sb掺杂量的增加,薄膜电阻率先降低后增大,当Sb掺杂量为摩尔分数5%时,薄膜电阻率达到最小值1.4×10~(–3)?·cm。在350~700 nm波长范围内,当Sb掺杂量小于摩尔分数7%时,SnO_2复合薄膜的透过率均在80%以上。     

同质缓冲层厚度对掺铝氧化锌薄膜性能的影响

室温下,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备具有同质缓冲层的ZnO∶Al(AZO)薄膜。用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、四探针探测仪等对薄膜的结构和光电性能进行了研究。结果表明:当薄膜总厚度为400 nm时,制备具有66 nm同质缓冲层的AZO薄膜的方块电阻为26Ω.□–1,与单层AZO(400 nm)薄膜的方块电阻(63Ω.□–1)相比,下降了59%,其在可见光范围内的平均透过率为91%。     

溶胶-凝胶法制备Zn2+掺杂MgO薄膜及光电性能表征

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,利用旋转涂覆技术在玻璃衬底及单晶Si(111)衬底上制备掺Zn2+的MgO薄膜。使用紫外可见光分光光度计测定掺杂薄膜的透过率,并采用XRD和EDS等测试手段研究薄膜的晶向结构和成分。结果表明,胶棉液的含量对成膜质量有重要的影响;随着Zn2+掺杂量的提高,薄膜透过率先增大后减小,在掺杂量为10%时,薄膜有最佳透过率;随着退火温度的升高,薄膜晶粒生长没有出现明显的择优取向。最后,对模拟放电单元进行放电测试,结果表明,在掺杂量为10%时,薄膜有最低着火电压和最高的记忆系数。     

IWO缓冲层对磁控溅射生长绒面HGZO薄膜性能的影响

研究了W掺In2O3(IWO)缓冲层(buffer layer)对磁控溅射直接生长绒面结构H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。实验发现,加入IWO缓冲层能够有效地增大薄膜表面粗糙度,提高了薄膜光散射能力,薄膜绒度(550nm波长处)由7.05%提高至18.37%;具有IWO缓冲层的HGZO(IWO/HGZO)薄膜的电学性能稍微提升。通过优化工艺条件,当IWO缓冲层厚为10nm时,生长获得的IWO/HGZO复合薄膜方块电阻为3.6Ω,电阻率为6.21×10-4Ωcm,可见光及近红外区域透过率(400～1 100nm)为82.18%,薄膜绒度(550nm波长处)为18.37%。     

sol-gel法制备ATO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在玻璃衬底上制备ATO(SnO2∶Sb)薄膜,并用XRD、SEM、紫外-可见光谱和光致发光对薄膜进行了表征,研究了ATO薄膜的结构和光学性能。结果表明:ATO薄膜微晶晶相与SnO2一致,仍然是四方金红石结构;ATO薄膜在可见光区的透过率超过80%,当r(Sb∶Sn)为0.15时,ATO薄膜的透过率最高达87%;ATO薄膜在344～380nm处有一个很强的紫外-紫光发射带,随着Sb掺杂量的增加,发射峰逐渐变强,在r(Sb∶Sn)为0.25时,发射峰相对强度达302.4。     

氩气压强对溅射法制备Ga掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Ga掺杂ZnO透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射、原子力显微镜、四探针电导率测试仪等表征方法研究了溅射气压对薄膜结晶特性及导电性能的影响.所制备的GZO薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.随着溅射气压的增大,薄膜方块电阻与薄膜电阻率均随之增大.最小方块电阻可达17.6 Ω/□,最小薄膜电阻率为7.3×10~(-4) Ω·cm.另外,GZO薄膜在可见光范围内的透过率达到了90%以上.     

喷雾热解法制备掺氟的氧化锡透明导电膜

采用喷雾热分解的方法,在片状日用玻璃基材和石英玻璃基材上制得了掺氟氧化锡透明导电薄膜。研究了F 的掺杂量、成膜温度和沉积时间对薄膜方阻 R□和在可见光范围内的平均透过率 T 的影响。实验结果表明,当 NH4F的掺杂量为 SnCl_4·5H_2O 的 32%(质量分数)、成膜温度为 450℃、沉积时间为 15 s 时,可使所得薄膜的方阻 R_□最低,为 10Ω/□,可见光范围内的平均透过率为 80%。     

MOCVD制备用于薄膜太阳电池的ZnO薄膜研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术,采用二乙基锌(DEZ)作Zn源和H2O作O源,使用B2H6 为掺杂气体,制备出了光电特性稳定的低电阻率、高透过率的ZnO薄膜。制备条件为:衬底温度160 ℃,DEZ的流量为342μmol/min,H2O流量为500μmol/min,反应气压为5×133.32 Pa,B2H6 流量为5 sccm,掺杂手段为气体掺杂。在薄膜面积为10 cm×10 cm、厚度为550 nm时,方块电阻为40Ω/□。透过率>85%。     

氩氧比对磁控溅射梯度AZO薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射法在单晶硅和石英玻璃衬底上制备梯度铝掺杂的氧化锌(AZO)薄膜。利用X线衍射(XRD)、霍尔效应测试和紫外可见光分度计等研究了不同氩氧比(体积比)对梯度AZO薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,氩氧比可以改善薄膜的结晶质量,且对电学性能的影响较大。随着氩氧比的增加,晶粒尺寸减小,结晶度稍有下降,薄膜的电阻率却显著降低,当氩氧比为1∶0时,薄膜具有最低的电阻率为6.85×10~(-4)Ω·cm。此外,所有的梯度AZO薄膜在可见光区的透过率均达到80%。     

低电阻率高透过率TAZO透明导电膜的制备及性能

利用直流磁控溅射工艺,在水冷玻璃衬底上制备了透过率高、电阻率相对较低的钛铝共掺杂ZnO(TAZO)透明导电膜。用XRD和SEM等研究其结构、应力和光电性能与靶基距之间的关系。结果表明:TAZO薄膜为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当靶基距为42mm时,薄膜样品晶格畸变最小,具有最小压应力(绝对值)0.270GPa,同时具有最小方块电阻4.21?/□;靶基距为48mm时,薄膜样品具有最小电阻率3.09×10–4?·cm。所有薄膜样品的可见光区平均透过率都超过了91%。     

有机玻璃衬底磁控溅射ITO膜的制备与性能研究

在低温条件下采用直流磁控溅射法在有机玻璃(PMMA)衬底上制备了ITO薄膜。分别采用分光光度计、四探针测试仪研究了底涂层、衬底温度、氧流量、溅射时间对PMMA上沉积的ITO薄膜性能的影响。研究结果表明:涂覆底涂层有助于ITO成膜;衬底温度影响薄膜的方块电阻值;适当增大O2流量可以提高薄膜的透射率,但过高的O2流量降低薄膜的导电性;溅射时间延长,方块电阻值减小。优化工艺后制备的ITO薄膜为非晶态膜,可见光平均透过率达83.5%,方块电阻为22Ω/□。     

一种双靶磁控溅射制备的Mg掺杂的NiO薄膜

采用磁控溅射“共溅射”方法,将Ar气作为溅射气体,高纯NiO和MgO双陶瓷靶作为溅射靶材。当控制NiO和MgO靶的溅射功率分别为190 W和580 W,溅射真空度为2 Pa,衬底温度为300℃时,得到了Mg掺杂的NiO(Ni_0.61Mg_0.39O)薄膜。该薄膜是一种具有(200)择优取向的晶态薄膜。薄膜表面比较平整,晶粒分布致密,晶粒尺寸约46.9 nm。(200)衍射峰位置相对未掺杂的NiO薄膜向小角度偏移约0.2°。合金薄膜在可见光波段具有较大的透过率,而在300 nm附近透过率陡然下降,其光学带隙向高能方向移动到了3.95 eV。该研究为采用磁控溅射制备高质量的Mg掺杂的NiO薄膜提供了技术支撑。     

有机玻璃衬底磁控溅射ITO膜的制备与性能研究

在低温条件下采用直流磁控溅射法在有机玻璃(PMMA)衬底上制备了ITO薄膜。分别采用分光光度计、四探针测试仪研究了底涂层、衬底温度、氧流量、溅射时间对PMMA上沉积的ITO薄膜性能的影响。研究结果表明: 涂覆底涂层有助于ITO成膜; 衬底温度影响薄膜的方块电阻值; 适当增大O2流量可以提高薄膜的透射率, 但过高的O2流量降低薄膜的导电性; 溅射时间延长, 方块电阻值减小。优化工艺后制备的ITO薄膜为非晶态膜, 可见光平均透过率达83.5%, 方块电阻为22Ω/□。     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时,制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响.主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况,探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理.实验结果表明,不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别,而随着溅射气压的上升,薄膜方块电阻随退火温度的增加,下降的速率增加,意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低.     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时,制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响.主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况,探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理.实验结果表明,不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别,而随着溅射气压的上升,薄膜方块电阻随退火温度的增加,下降的速率增加,意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低.     

超声雾化喷涂工艺及优质二氧化锡透明导电薄膜的研究

报道了采用超声雾化喷涂工艺沉积优质掺杂二氧化锡透明导电半导体薄膜的实验成果 ,选用氟作为掺杂元素 ,通过改变掺杂量和工艺参数 ,可控制薄膜的方块电阻在 1 0 Ω/□以上的范围内变化 (40 0 nm膜厚 ) ,掺氟离子二氧化锡为 n型导电半导体 ,高浓度掺杂的二氧化锡薄膜光学透过率为 87%～ 90 % (采用 550 nm单色光源测透过率 )。用 X射线衍射及扫描电子显微镜分析 ,可获得该薄膜材料的微结构、表面形貌以及薄膜组成、掺杂百分含量。该成果为大规模生产优质二氧化锡透明导电薄膜 ,提供了有效、简单的方法和装置。     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时，制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响. 主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况，探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理. 实验结果表明，不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别，而随着溅射气压的上升，薄膜方块电阻随退火温度的增加，下降的速率增加，意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低     

MOCVD制备的ZnO薄膜及其在太阳电池背电极应用

研究了利用LP-MOCVD技术制备的不同B掺杂浓度对ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响.对XRD和SEM的研究结果表明,B掺杂对ZnO薄膜的微观结构有重大影响.通过优化工艺,当B2H6流量为17sccm(约1%掺杂浓度)时,在20cm×20cm大面积衬底上生长出厚度为700nm,方块电阻为38Ω/□,透过率大于85%,迁移率为17.8cm2/(V·s)的绒面结构ZnO薄膜.其应用于太阳电池背反射电池后,可使电池短路电流提高将近3mA,使20cm×20cm面积的a-Si集成电池效率高达9.09%.