喷墨打印PVP绝缘层柔性薄膜晶体管研究

柔性电子设备的快速发展对薄膜晶体管(TFT)提出了低功耗、耐弯折和可低温制备的要求.其中,栅极绝缘层是核心材料之一.溶液法制备有机栅极绝缘层具有低成本、柔韧性强的优点,适合大面积加工.本文采用喷墨打印法实现了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)墨水的印刷成膜,采用XPS分析了不同退火温度处理的印刷PVP薄膜成分差异,并测试了PVP...     

柔性有机电致发光器件的制备

以柔性材料聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为基底,在自行溅射的方阻为50 Ω/□的氧化铟锡(ITO)导电薄膜上制备了结构为PET/ITO/NPB/Alq3/Mg:Ag和PET/ITO/NPB/Alq3:DCJTB/Mg:Ag的绿色和红色器件,其最高亮度分别为18 cd/m2和170 cd/m2.利用原子力显微镜(AFM)表征了柔性ITO和有机薄膜的形态,结果表明,影响柔性电致发光器件性能的主要因素是ITO薄膜与PET基板的附着性问题,从而导致柔性基片在湿法刻蚀和清洗中ITO薄膜的剥离.另外,通过使用致密的氮化硅(Si3N4)绝缘层取代常规蚀刻的方法,制备了高性能的4×2阵列的柔性有机电致发光器件.     

电沉积法制备CdSe薄膜及其光电性能

采用电沉积法制备了硒化镉(CdSe)薄膜,讨论了Cd(NO3)2和H2SeO3摩尔比(n(Cd∶Se))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度、沉积电压和时间等条件对CdSe薄膜光电压的影响,并对样品进行X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等表征.结果表明,CdSe薄膜制备最优条件是在二甲基甲酰胺(DMF)体系中,以0.005 5 mol/L PVP、0.036 mol/L Cd(NO3)2、0.054 mol/L H2SeO3混合液为电解液,室温下3.0V直流电压沉积15 min,可得最高0.368 0 V光电压的CdSe薄膜.XRD表征显示,在2θ值为25.354°,42.010°,49.699°,67.083°和76.780°处出现了(111),(220),(311),(331)和(422)五个晶面衍射峰,与立方型CdSe标准衍射卡(PDF 19-0191)峰位相吻合.EDS分析表明,样品中Cd和Se质量分数分别为45.60％和51.65％,原子分数分别为36.84％和59.02％.SEM表征显示,样品中的CdSe呈多层链网结构,链直径尺寸为80～300 nm.     

柔性衬底上六噻吩薄膜的有序生长

采用石英晶体微天平实时监测薄膜生长速率,控制衬底温度和生长速率,分别在柔性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)绝缘层和柔性氧化铟锡(ITO)透明导电层上真空蒸发沉积了分子有序排列的六噻吩薄膜.X射线衍射分析表明,对PVP层而言,六噻吩薄膜有序生长的条件为衬底温度90°c、生长速率10 nm/min,六噻吩分子链始终与衬底平行,降低衬底温度将导致薄膜结晶度的下降.而对ITO层来说,六噻吩薄膜有序生长的条件为衬底温度50℃、生长速率10 nm/min,衬底温度显著影响了六噻吩分子取向,室温下六噻吩分子链与衬底成一定夹角,随着温度的提高六噻吩分子链趋向与衬底平行.对PVP和ITO衬底,生长速率太高或太低都将导致薄膜结晶度的下降.     

具有核壳结构材料的薄膜热敏电阻

分别采用巯基丙酸包覆的银(Ag/MPA)和十二胺包覆的硫化银(Ag2S/DDA)纳米粒子通过涂布和煅烧两步法在低温下获得了Ag2S-Ag核壳结构薄膜热敏电阻(NTCR)和Ag2S薄膜NTCR.使用扫描电子显微镜(SEM)对Ag2S-Ag核壳结构薄膜形貌进行了表征,使用X射线衍射光谱仪(XRD)与透射电子显微镜(TEM)对薄膜粒子组成、结晶度及结构进行了测试分析,研究了不同制备条件下的Ag2S-Ag核壳结构薄膜NTCR的热敏电阻系数(NTC)特性,根据ASTM D3359附着力测试标准分析了薄膜对基底的附着力.结果表明,所制备器件膜厚均匀且表面平整,器件的膜厚为1.64 μm,热敏系数B、零功率电阻温度系数αT和电子活化能Ea值分别为2 707 K,-32 234× 10-6K-1和5.533×10-3 eV,附着力测试评价达5A.与Ag2S薄膜NT-CR相比,Ag2S-Ag核壳结构薄膜NTCR具有更优的NTC特性,膜厚可控,具有高灵敏度及环境适应性.     

CIGS薄膜(InGa)2Se3-富Cu-富In(Ga)的演变

采用三步共蒸发工艺顺序沉积铜铟镓硒(CuInGaSe2,CIGS)薄膜.薄膜的厚度、组份、晶相结构分别由台阶仪、X射线荧光光谱仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)来表征.在(In,Ga)2Se3预制层-富Cu相的演变过程中,依次发生以下相变:Cu(In,Ga)5Se8、Cu(In,Ga)3Se5、Cu2(In,Ga)4Se7(或Cu(In,Ga)2Se3.5)、Cu(In,Ga)Se2(液相CuxSe).在富Cu相-富In(Ga)相的演变过程中,依次发生以下相变:Cu(In,Ga)Se2(液相CuxSe)、Cu2(In,Ga)4Se7(或Cu(In,Ga)2Se3.5)、Cu(In,Ga)3Se5、Cu(In,Ga)5Se8.对这两个演变过程中薄膜的生长机理和结构特性进行了讨论.     

掺Na制备柔性聚酰亚胺衬底CIGS薄膜太阳电池

研究了Na掺入对低温沉积柔性聚酰亚胺(PI)衬底Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜的结构和电学特性影响。研究结果表明:Na元素的掺入使Ga元素的扩散受到了阻滞,但对CIGS薄膜晶粒尺寸没有明显的影响,少量的Na可提高CIGS薄膜的载流子浓度和降低电阻率;Na的掺入可明显提高CIGS薄膜太阳电池的器件特性,通过优化掺Na工艺,制备的柔性PI衬底—CIGS薄膜太阳电池的最高转换效率达到10.4%。     

激光刻蚀柔性薄膜太阳电池复合背反射层的研究

柔性聚酯膜衬底薄膜电池通过激光刻蚀等工艺形成集成串联,激光刻蚀柔性薄膜太阳电池复合背反射层(Ag/ZnO)是其中的重要工艺。首先对聚酰亚胺(PI)、Ag、ZnO材料的光学特性进行了分析,然后采用1 064nm脉冲激光与532nm脉冲激光分别对柔性薄膜太阳电池复合背反射层进行刻蚀研究。通过改变重复频率、激光功率、扫描速度和焦点位置等参数,分析了激光刻蚀物理机制,获得了好的刻蚀效果。结果表明,1 064nm纳秒脉冲激光更适合刻蚀柔性PI衬底复合背反射层Ag/ZnO,在激光功率860mW、刻蚀速度800mm/s和重复频率50kHz下,获得了底部平整、两侧无尖峰的刻线,刻线宽为32μm,满足柔性薄膜太阳电池集成串联组件的制备工艺要求。     

周期顺序蒸发工艺生长的Cu(In,Ga)Se_2薄膜结构

采用新颖的周期顺序蒸发和真空硒化退火工艺生长出p型CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜.通过XPS谱、Raman谱、XRD谱分析了预生长层以及硒化后的CuIn0 7Ga0 3 Se2 薄膜,对四元化合物Cu(In ,Ga)Se2 的Raman谱进行了讨论,并观察到Ga对A1模式峰位的移动影响,同时发现薄膜倾向于沿(112 )晶面生长,薄膜贫Cu会加剧(2 2 0 ) / (2 0 4)表面自发分解成{ 112 }小晶面.研究表明,薄膜具有良好的电学特性和结构特性.     

周期顺序蒸发工艺生长的Cu(In,Ga)Se2薄膜结构

采用新颖的周期顺序蒸发和真空硒化退火工艺生长出p型CuIn0.7Ga0.3Se2薄膜.通过XPS谱、Raman谱、XRD谱分析了预生长层以及硒化后的CuIn0.7Ga0.3Se2薄膜,对四元化合物Cu(In,Ga)Se2的Raman谱进行了讨论,并观察到Ga对A1模式峰位的移动影响,同时发现薄膜倾向于沿(112)晶面生长,薄膜贫Cu会加剧(220)/(204)表面自发分解成{112}小晶面.研究表明,薄膜具有良好的电学特性和结构特性.     

原位合成纳米Ag掺杂PVP薄膜的AFM研究

纳米材料近来成为材料界所关注的热点,这是因为纳米材料具有块体材料所不具备的独特性质,其中一个主要的原因是因其晶粒所产生的量子尺寸效应,这一效应在光学等领域有极其重要的应用。纳米银是金属纳米材料中最具代表性的材料之一。研究表明,利用纳米银粒子掺杂所制备的复合材料具有较高的光激发率[1]和极强的三阶非线性系数[2],所以近来对纳米银粒子的研究显得非常活跃。本文在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的醇溶液中原位合成了纳米Ag,采用旋涂法在硅片上制备Ag掺杂的PVP薄膜,用原子力显微镜(AFM)对薄膜样品进行观察。实验方法将一定量的PVP…     

硅基PbSe/BaF_2/CaF_2薄膜及其光电特性

采用分子束外延方法在 Si(111)衬底上生长了 Pb Se/ Ba F2 / Ca F2 薄膜 ,扫描电镜和 X-光衍射分析显示 ,通过生长 Ba F2 / Ca F2 缓冲层的方法 ,在 Si(111)衬底上外延的 Pb Se薄膜晶体质量高 ,Pb Se表面光亮 ,无开裂现象发生 ,X-光衍射峰峰宽窄 (15 3arcs) .外延生长的 Pb Se薄膜被应用于制作光电二极管 ,首次采用热蒸发金属铝膜在 Pb Se表面形成 Al- Pb Se肖特基结光电二极管 ,获得了比 Pb- Pb Se肖特基结更为稳定和理想的电流 -电压特性曲线     

脉冲激光沉积法制备Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜及其激光感生的热电电压效应

采用脉冲激光沉积(PLD)法在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Bi2Sr2Co2Oδ(BSCO)系列热电薄膜,发现该类薄膜中有激光感生热电电压(LITV)效应.X射线衍射(XRD)谱显示Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜沿c轴外延生长.采用标准四探针法测试了Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜的电阻随温度的关系.结果表明所制备的Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜在80～360 K范围内呈半导体导电特性.研究发现,在倾斜角度分别为10°和15°的倾斜衬底上制备的Bi2Sr2Co2Oδ热电薄膜都存在一个最佳厚度,在这一厚度下可使激光感生热电电压(LITV)信号的峰值电压达到最大,分别为0.4442 V和0.7768 V.可以认为该激光感生热电电压信号是由Bi2Sr2Co2Oδ薄膜面内和面间塞贝克系数张量的各向异性引起的.     

银掺杂氧化亚铜薄膜的制备及其光电性能

采用水热法以Cu片为基底,Cu(NO_3)_2为铜源,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为添加剂,通过调节Ag^+浓度,制备不同Ag掺杂Cu_2O(Ag/Cu_2O)薄膜。研究了样品的光电性能及电容-电压特性等,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对其晶体结构、形貌及组成进行了表征。结果表明,当体系中Ag^+浓度为0.03 mmol/L时,Ag/Cu_2O薄膜的光电性能最佳,光电压和光电流密度分别为0.458 5 V和3.011 mA·cm^-2,比Cu_2O薄膜分别提高了0.205 1 V和1.359 mA·cm^-2;Ag/Cu_2O薄膜的载流子浓度达到3.10×10²⁰ cm^-3,比Cu_2O薄膜提高了2.38×10²⁰ cm^-3。XRD,SEM和EDS结果显示,Ag/Cu_2O薄膜的结晶性比Cu_2O薄膜好,但其粒径有所增大,Ag/Cu_2O薄膜中Ag元素的原子数分数为0.13%。     

聚酰亚胺衬底柔性非晶硅薄膜电池集成串联组件的研究

研究了柔性Si基薄膜太阳电池集成串联组件的制备与关键技术。对导电栅线在柔性薄膜太阳电池集成串联组件中的重要性进行了模拟计算,对柔性薄膜太阳电池激光刻蚀进行了理论分析与实验优化,并对柔性Si基薄膜太阳电池集成串联组件进行了设计与研制。在聚酰亚胺(PI)衬底上,通过卷对卷磁控溅射与卷对卷等离子增强化学气相沉积(PECVD)依次沉积复合背反射层Ag/ZnO、Si基薄膜层和透明导电膜层,采用激光刻蚀与丝网印刷工艺相结合实现集成串联,制备了柔性非晶Si(a-Si)薄膜太阳电池集成串联组件。柔性单结集成串联组件有效面积转换效率达到了4.572%(AM0),开路电压Voc=5.065V,填充因子FF=0.552。     

P(VDF-TrFE)/Ag复合薄膜的铁电以及介电性能研究

利用旋涂法制备并采用氢气退火处理得到P(VDF-TrFE)/Ag复合薄膜,在XRD图像上可以观察到在2θ=38.1°的Ag(111)相的衍射峰,同样在SEM图像上观察到银纳米粒子的存在.在薄膜的红外透射光谱上可以观察到β相特征峰的蓝移,这可归结为银纳米粒子与偶极子的相互作用.银纳米粒子的掺杂增强了薄膜的铁电和介电性能.与传统退火方式处理的纯P(VDF-TrFE)薄膜相比,纳米银掺杂比例为10％的P(VDF-TrFE)/Ag复合薄膜的铁电剩余极化强度和介电常数分别提高了32.5％和13.3％.介电损耗不随纳米银掺杂比例的增加而变化的现象不符合渗流理论.     

采用SCAPS-1D对CZTS薄膜电池的优化

采用SCAPS-1D软件建立了CZTS (Cu2ZnSnS4)薄膜电池模型,并对其输出特性进行了数值模拟,分别研究了CZTS吸收层厚度、载流子浓度和禁带宽度对CZTS薄膜电池的影响.结果表明较薄的CZTS吸收层即可满足对光谱吸收需要.载流子浓度NA的增加可以提高开路电压,但会造成短路电流减小,所以载流子浓度也是太阳电池设计中需要平衡的问题之一.最后采用成分分级方法,通过改变Se/(Se+S)比例来研究不同禁带宽度下的CZT(S,Se) (Cu2ZnSn(S,Se)4)电池性能.结果发现当Se/(Se+S) =0.3,即Eg=1.32 eV时电池效率达到最高21.1％.     

C-轴取向PbTiO_3薄膜的制作及其结晶、介电和热电性能

采用RF磁控溅射方法在MgO单晶及外延Pt膜基片上成功地生长了高度c~-轴取向的外延PbTiO_3薄膜.在低淀积速率(<2nm/min)、低气压(<1Pa)及采用过量PbO靶的条件下,薄膜的c~-轴取向率为98%.用高温X-射线衍射研究了PbTio_3薄膜的相变.发现了当温度正好在Tc以下时四方相的c~-轴平行于基片,随着温度的下降c~-轴变成垂直于基片.薄膜具有高的电阻率(～10~(10)Ω·cm).在全部未经极化处理的样品中都检测到了较大的热电电流.薄膜的极化方向在全部样品中完全一样.未经极化处理样品之一的相对介电常数为97,热电系数高达25×10~(-8)C/cm~2K.这种薄膜适用于热电红外探测器和压电换能器.     

高海拔地区儿童腺苷脱氨酶与免疫球蛋白水平分析

分别采用固相法和溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了Ca_3Co_4O_9热电陶瓷靶材,对Ca_3Co_4O_9薄膜的成膜工艺及机制进行了分析与探讨,在此基础上,采用适当的靶材利用脉冲激光沉积(PLD)技术在(0001)晶向(c轴)的Al_2O_3衬底上生长了单相的Ca_3Co_4O_9薄膜.通过X-射线衍射(XRD)仪、金相显微镜及扫描电镜(SEM)等表征手段,研究了靶材与薄膜的制备工艺对热电薄膜的物相、显微结构及形貌的影响.用直流四探针法测定了靶材和薄膜电阻率与温度的关系,结果表明,薄膜具有明显的半导体特性.     

低压高温退火对Ag掺杂ZnO薄膜性质的影响

采用电子束蒸发在n-Si(100)衬底上沉积Ag掺ZnO(ZnO:Ag)薄膜,随后在200 Pa的O<,2>气氛下分别在500、600、700和800℃退火4 h.用X射线衍射(XRD)仪、荧光光谱仪以及Van der Pauw方法测量ZnO:Ag薄膜的结构和光电学性质.结果表明,ZnO:Ag薄膜为多晶结构,且随着退火...