空间太阳电池玻璃盖板表面超薄ITO防静电层的设计及制备工艺

ITO/MgF2复合薄膜既具有较好的表面导电性能又具有较高的透过率,可应用于空间太阳电池玻璃盖板表面。文章主要对ITO/MgF2复合薄膜中表层的超薄ITO薄膜进行了研究。利用TFCalc软件模拟了ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光学性能的影响,根据模拟结果采用电子束蒸发法在衬底上依次沉积MgF2薄膜和氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了ITO薄膜工艺参数(沉积速率、沉积温度和工作气压)和ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光电性能及微观结构的影响。当ITO薄膜沉积速率为0.05nm/s、沉积温度为400℃、工作气压为2.3×10~(-2) Pa、厚度为10nm时,表层ITO薄膜基本连续,其方块电阻(1.94kΩ/)已符合设计需求,ITO/MgF2复合薄膜在可见光区间(400~800nm)的平均透过率达到89.00%。     

脉冲偏压对磁控溅射制备ITO薄膜性能的影响

室温下,利用脉冲偏压辅助射频磁控溅射方法,在玻璃衬底上制备了铟锡氧化物(ITO)薄膜。研究了当占空比为20%时,脉冲偏压大小对薄膜结构、形貌、光电特性的影响。实验结果表明:当偏压为40V时,薄膜(400)方向晶粒尺寸最大,为60.6nm,此时薄膜结晶程度最好,其电阻率和霍尔迁移率分别为3.78×10~(-4)Ω·cm、33.22 cm2·V~(-1)·s~(-1),可见光波段平均透过率为85%,性能优异。     

ITO／Al203复合透明导电膜的制备及光电性能

采用磁控溅射技术，在预先沉积有金属Al膜的玻璃衬底上制备了ITO薄膜。通过高温热处理，获得了透射率高、导电性能好的ITO/Al2O3复合透明导电膜。研究了不同Al薄膜厚度下ITO薄膜的晶体结构及其光、电性能，结果表明，当预沉积Al层厚度为40nm左右时，UTD的结晶质量得到提高，取向性能变好，电阻降低，而且在400-800mm范围内具有很高的可见光透过率。实验表明，通过改变预沉积Al膜的厚度，可以改变ITO薄膜最大透过率对应的波长，实现ITO预器件工作波长的匹配。     

射频磁控溅射法低温制备ZnO：Zr透明导电薄膜及特性研究

利用射频磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锆氧化锌(ZnO:Zr)透明导电薄膜.讨论了薄膜厚度对ZnO:Zr薄膜结构、形貌、光电性能的影响.实验结果表明,厚度对ZnO:Zr薄膜的形貌和电学性能有很大影响.SEM和XRD研究结果表明,ZnO:Zr薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的C轴择优取向.当厚度为300nm时,薄膜的电阻率具有最小值1.77×10-3Ω·cm.所制备薄膜具有良好的附着性能,其可见光区平均透过率超过92%.     

磁控溅射制备ITO薄膜光电性能的研究

采用直流磁控溅射方法在玻璃基底上制备了ITO薄膜.分别用分光光度计和四探针仪测试了所制备ITO薄膜在可见光区域内的透过率和电阻率,研究了溅射气压、氧氩流量比和溅射功率三个工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响.研究结果表明,制备ITO薄膜的最佳工艺参数为:溅射气压0.6 Pa,氧氩流量比1:40,溅射功率108 W.采用此工艺参数制备的ITO薄膜在可见光区平均透过率为81.18％,薄膜电阻率为8.9197×10-3Ω·cm.     

直流磁控溅射法制备高品质钛铝共掺杂氧化锌透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上成功制备出高品质的钛铝共掺杂氧化锌(TAZO)透明导电薄膜。XRD研究结果表明,TAZO薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜,偏压为-20V时制备的厚度为365nm的薄膜的方块电阻为10.15Ω/□,最小电阻率为3.70×10~(-4)Ω·cm,所有薄膜样品在500～800nm的可见光平均透过率都超过了92%。     

NiO/Ag/NiO透明导电膜光电特性研究

在室温条件下, 利用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了NiO/Ag/NiO透明导电膜, 研究了不同NiO层和Ag层厚度对三层膜可见光透过率和电阻特性的影响。结果分析表明:制备的NiO/Ag/NiO为N型透明导电膜。在400~800 nm的可见光区域内, 随着NiO和Ag层厚度的增加, 薄膜的透光率先增大后减小。NiO层厚度为30 nm且Ag层厚度为11 nm时, 叠层膜具有较好的光学特性, 其最大透过率为84%, 薄膜电阻为3.8Ω/sq, 载流子浓度为7.476×10²¹cm^-3。对薄膜透过率进行了计算机模拟, 发现结果与实验中大致趋势相同, 但因为折射率选择和薄膜界面等因素的影响, 在可见光区域后半段实验值大于计算值。     

GZO/Ag/GZO多层薄膜制备、结构与光电特性的研究

采用射频磁控溅射和离子束溅射联合设备在玻璃衬底上制备出了具有良好附着性、低电阻率和高透过率的GZO/Ag/GZO(ZnO掺杂Ga_2O_3简称GZO)多层薄膜.X射线衍射谱表明GZO/Ag/GZO多层薄膜是多晶膜,GZO层具有ZnO的六角纤锌矿结构,最佳取向为(002)方向;Ag层是立方结构,具有(111)取向.在GZO层厚度一定的情况下,研究了Ag层厚度的变化对多层膜结构以及光电特性的影响.研究发现,当Ag层厚度为10nm时,3层膜的电阻率为9×10~(-5)Ω·cm,在可见光范围内平均透过率达到89.7%,薄膜对应的品质因子数值为3.4×10~(-2)Ω~(-1).     

ITO透明导电薄膜厚度与光电性能的关系

透明导电薄膜的厚度制约其光电性质。本研究利用磁控溅射技术制备了厚度变化范围为200-1500nm的ITO薄膜,探索了薄膜颜色、可见光透过率、面电阻与膜厚的关系。薄膜颜色随着膜厚的增加呈现有规律的变化,可见光透过率随薄膜厚度的增加而呈现振荡下降趋势,并出现了极大值(紫红色),振荡趋势可用多光束干涉解释;薄膜面电阻随膜厚的增加呈减小趋势,薄膜厚度为1387nm时,面电阻为1.3Ω/□,薄膜最小电阻率为1.8×10-4Ω.cm。文章给出了可以通过选择恰当的薄膜厚度,以尽可能满足透明导电薄膜面电阻、透过率两个相互矛盾的指标。     

ITO/Al2O3复合透明导电膜的制备及光电性能

采用磁控溅射技术 ,在预先沉积有金属Al膜的玻璃衬底上制备了ITO薄膜。通过高温热处理 ,获得了透射率高、导电性能好的ITO/Al2 O3 复合透明导电膜。研究了不同Al薄膜厚度下ITO薄膜的晶体结构及其光、电性能 ,结果表明 ,当预沉积Al层厚度为 4 0nm左右时 ,ITO的结晶质量得到提高 ,取向性能变好 ,电阻降低 ,而且在 4 0 0 - 80 0nm范围内具有很高的可见光透过率。实验表明 ,通过改变预沉积Al膜的厚度 ,可以改变ITO薄膜最大透过率对应的波长 ,实现ITO预器件工作波长的匹配     

偏压对ITO薄膜生长模式和光电性能的影响

为明确溅射偏压对ITO薄膜性质的影响,用射频磁控溅射法于室温在玻璃衬底制备出ITO透明导电薄膜,研究了不同偏压下ITO薄膜的生长模式、光学和电学性能.结果表明:随着偏压的增加,薄膜沉积模式经历了沉积、沉积和扩散、表面脱附3种方式;AFM和SEM显示,偏压为100 V时,膜层表面光洁、均匀,粗糙度最小,均方根粗糙度为1.61 nm;XRD分析表明偏压会影响与薄膜的择优取向,偏压为100 V时,薄膜晶粒取向为(222)面;薄膜偏压为120 V时,薄膜的光电性能最佳,电阻率最低为2.59×10-4Ω.cm,可见光区的平均透过率在85%以上;偏压的大小使薄膜的吸收边发生了"蓝移"或"红移".     

ITO靶材的直流磁控溅射镀膜工艺研究

对ITO靶材的直流磁控溅射工艺进行研究,通过正交试验方法确定制备ITO薄膜的最优工艺参数,并明确了溅射温度、氧氩比、溅射气压和溅射功率密度对ITO薄膜电阻率和可见光透过率的影响规律。最优工艺参数为溅射温度370℃,氧氩比0.5/40,溅射气压0.4 Pa,溅射功率密度0.17 W/cm~2。薄膜电阻率受各因素影响的主次顺序是:氧氩比溅射温度溅射气压溅射功率密度。薄膜可见光透过率受各因素影响的主次顺序为:溅射温度溅射气压氧氩比溅射功率密度。     

磁控溅射制备增透ITO薄膜及其性能研究

用射频磁控溅射法在低温下制备了光电性能优良的ITO(In2O3:SnO2=1:1)薄膜。质量流量计调节氩气压强PAr为0.2～3.0Pa,氧流量fO2为0～10sccm,并详细探讨了溅射时PAr和fO2变化对ITO薄膜光学性能的影响。结果表明:fO2的改变引起薄膜中氧空位浓度变化而影响ITO薄膜折射率n;fO2对ITO靶材表面的溅射阀值和对Ar 散射而改变溅射速率。衬底表面粗糙度对ITO薄膜的折射率测量准确性有较大影响。PAr为0.8Pa,fO2为2.4sccm,薄膜厚度为241.5nm时,nmin=1.97,最大透过率为89.4%(包括玻璃基体),方阻为75.9?/□,电阻率为8.8×10-4?·cm。AFM分析表明薄膜表面针刺很少,表面平整(RMS=3.04nm)。     

甩胶喷雾热分解法制备ITO薄膜及光电性能研究

按In:Sn(物质的量比)=9:1,InCl3·4H2O和SnCl4·5H2O为前驱物,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜装置在普通玻璃衬底上沉积了ITO薄膜,结果表明,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜新装置成功制备出ITO薄膜。该装置结构简单、操作方便。制备ITO薄膜优化条件为:甩胶转速800r/min、衬底温度250℃、退火温度450℃、载气为空气、流量为7L/min、液体雾化速度0.2ml/min、雾粒速度3.5m/s。薄膜的沉积时间为5min,薄膜厚度约1000nm,最低电阻率为0.75*10-4Ω·cm,薄膜在可见光范围(波长在400-700nm)内平均透光率为87.2%。衬底温度在200℃以上时呈现立方相结构。     

Al浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用射频溅射方法在Si基片上制备出AZO掺杂薄膜,对薄膜进行了XRD和AFM分析,并对其电性能作了研究.结果表明,掺杂量低于15%(原子分数)时,AZO薄膜结构为纤锌矿结构,呈c轴方向择优生长,没有Al2O3相出现.薄膜的可见光透过率均在80%以上,其最高电阻率出现在掺杂量为30%(原子分数),为1.3×107 Ω·cm.     

薄膜厚度对TGZO透明导电薄膜光电性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷玻璃衬底上成功制备出了可见光透过率高、电阻率低的钛镓共掺杂氧化锌(TG-ZO)透明导电薄膜。X射线衍射和扫描电子显微镜研究结果表明,TGZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。研究了厚度对TGZO透明导电薄膜电学和光学性能的影响,结果表明厚度对薄膜的光电性能有重要影响。当薄膜厚度为628 nm时,薄膜具有最小电阻率2.01×10-4Ω.cm。所制备薄膜在波长为400~760 nm的可见光中平均透过率都超过了91%,TGZO薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。     

宽谱增透双层TiO2-SiO2/SiO2薄膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备了双层TiO_2-SiO_2/SiO_2薄膜,调控了底层薄膜的折射率及双层薄膜不同的厚度匹配,研究了在不同厚度匹配下薄膜的光学性能。通过场发射扫描电子显微镜、椭偏仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的微观结构、厚度、折射率和光学透过率。研究表明:以TiO_2与SiO_2混合溶胶镀膜获得了折射率可调(1.5～2.0)的薄膜,在TiO_2-SiO_2层与SiO_2层的厚度分别约为160 nm、90 nm时获得了光学性能较优的薄膜,薄膜在光学宽谱380～1 100 nm范围内表现出明显的增透效果,可见光最高透过率可达97.5%,宽谱平均透过率为93.9%。     

直流磁控溅射法制备ZnO∶Zr透明导电薄膜及性能研究

利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO∶Zr(ZZO)透明导电薄膜。研究了厚度对薄膜结构及光电性能的影响。研究结果表明,厚度对薄膜的结构和电学性能有很大的影响。制备的ZZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有c轴择优取向。在厚度为593nm时,薄膜的电阻率具有最小值1.9×10-3Ω·cm。所制备薄膜样品的可见光平均透过率都超过93%。     

氧化铟锡纳米晶薄膜的制备及其电致变色性能EI

采用一锅法合成不同形貌、尺寸的氧化铟锡(ITO)纳米晶,并通过旋涂工艺制备ITO纳米晶薄膜,研究不同形貌、尺寸ITO纳米晶制备的薄膜的近红外光谱调控性能。结果表明:5次旋涂后,ITO纳米晶薄膜的可见光透过率为89.2%,电阻率为54Ω·cm。平均直径为(6.88±1.53)nm的均匀球形ITO纳米晶制备的薄膜表现出最优的近红外光谱调控能力,在施加±2.5 V电压后,其在2000 nm的光谱调制量为39.3%,光密度变化量为0.43。在电致变色前后,ITO纳米晶薄膜始终保持高可见光透过率。ITO纳米晶的电致变色是由于电子注入/脱出导致的局域表面等离子体共振(LSPR)频率和强度变化引起,其电致变色过程是通过电容充放电实现的。     

直流反应磁控溅射法制备太阳电池用ITO透明导电膜

采用直流反应磁控溅射法制备了ITO透明导电薄膜,针对氧流量、溅射气压、溅射电流3种工艺参数对ITO薄膜电阻率和可见光区透射率的影响进行了分析和研究。结果表明:从ITO薄膜作为太阳电池用减反射层和电极出发,得到了工艺参数的优化值,分别为氧流量0.2 ml/min(标准状态),溅射气压3 Pa和溅射电流0.2 A,ITO薄膜的电阻率为3.7×10-3Ω.cm,透过率(550 nm)高达93.3%。另外,利用该优化工艺条件下制备的ITO薄膜作为电极和减反射层,制备了结构为ITO/n+-nc-Si∶H/-i nc-Si:H/p-c-Si/Ag的太阳能电池,电池开路电压Voc达到534.7mV,短路电流Isc达到49.24mA(3 cm2),填充因子为0.4228。