掺杂浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透过率和低电阻率的Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜,对这种薄膜进行了X-射线衍射和扫描电镜分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明,制备的薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;其可见光透过率可达85%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率在1.5×10-2~8.2×10-2Ω.cm。     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在玻璃基片上制备出Al3+掺杂型的ZnO(AZO)透明导电薄膜,对薄膜进行了XRD和SEM分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明薄膜为纤锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;薄膜的可见光透过率可达80%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率为1.5×10–2~8.2×10–2?·cm。     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

SnO2的含量对ITO透明导电薄膜结构和光电特性的影响

阐述了射频磁控溅射方法制备的柔性衬底ITO透明导电膜的结构和光电特性与靶材中SnO2含量的关系.ITO靶材中In2O3掺杂SnO2最佳比例(质量比)为7.5%,制备薄膜的霍耳迁移率为89.3 cm2/(V·s),电阻率为6.3×10-4Ω·cm,在可见光范围内相对透过率为85%左右,随着靶材中SnO2含量增大,薄膜的光学带隙展宽.用不同掺杂比例的靶材制备的薄膜均为多晶纤锌矿结构,掺杂比例增大,样品的晶格常数变大,晶格畸变明显.     

中频脉冲磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用中频磁控溅射工艺,以2%的Al掺杂的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面及绒面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜,系统研究了衬底温度、工作气压和溅射功率等对平面ZAO结构和光电特性的影响,并对湿法腐蚀制备绒面ZAO薄膜进行了介绍。获得了适合太阳电池的高性能薄膜,其电阻率为4.6×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.9×1020cm-3,霍尔迁移率为56cm2/V·s,可见光范围内(400~800nm)的平均透过率大于85%。     

有机衬底和玻璃衬底ZnO:Al透明导电膜的结构及光电特性对比研究

讨论了在低温条件下制备的ZnO∶Al薄膜的结构、表面形貌和光电特性,对聚酰亚胺(Polyimide,PI)和玻璃两种不同衬底的薄膜进行了比较研究。两种不同衬底的薄膜均为多晶膜,具有六角纤锌矿结构,最佳取向均为(002)方向,衬底温度从室温到210℃时,制备的薄膜密度变化范围为4.6～5.16g/cm3。在柔性衬底和玻璃衬底上制备的薄膜最低电阻率分别为5.3×10-4Ω·cm和5.1×10-4Ω·cm,薄膜在可见光区的平均透过率分别达到了72%和85%,讨论了两种衬底薄膜电学特性的稳定性。     

In掺杂ZnO透明导电薄膜光电性质的研究

采用射频磁控溅射技术成功制备出无掺杂和In掺杂的ZnO透明导电薄膜.研究了In掺杂对薄膜的结构和光电性能的影响.结果表明,In掺杂有利于提高ZnO薄膜结晶度,使薄膜表面更加致密平整;由于In3+替代了Zn2+,提供了大量的剩余电子,使薄膜的导电性质得到了很大的提高,所得薄膜的最小电阻率为4.3×10-3Q·cm.制备的ZnO薄膜在可见光范围的透过率达到了85%,In的掺杂对透光率的影响不大.     

射频磁控溅射法制备SnO2:Sb透明导电薄膜的光电性能研究

采用射频磁控溅射法在载波片玻璃衬底上制备了锑掺杂二氧化锡(SnO2Sb)透明导电薄膜.利用霍耳效应实验、紫外可见光光谱仪、n(折射率)k(消光系数)d(薄膜厚度)光谱仪对该导电薄膜的光电性能进行了测试.讨论了氧气分压对样品光电性能的影响,增加氧气分压,薄膜的厚度减小、吸收边和截止波长蓝移,光学带隙增大,并且氧气分压对薄膜电阻率、载流子浓度和霍耳迁移率的影响不是线性的,而是存在一个最佳值.当氧气分压为0.10 Pa时,薄膜的光电性能最佳,此时膜厚为399 nm,可见光平均透过率为70 %,电阻率为2.5×10-3 Ω·cm,载流子浓度为1.2×1021 cm-3,载流子霍耳迁移率为2.04 cm2·V-1·s-1,其光电特性已达到了TFT-LCD透明电极的要求.     

衬底温度对磁控溅射生长HMGZO薄膜特性的影响

为适应高效Si基薄膜太阳电池对宽光谱透明导电 薄膜的需求,采用磁控溅射技术 生长了不同衬 底温度氢化作用下Ga和Mg共掺杂ZnO(HMGZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜。研究了不同衬底温 度(200～280 ℃)对HMGZO薄膜 结晶特性及光电特性的影响。实验结果表明,制备的HMGZO薄膜均为具有六角纤锌矿结构的 多晶薄膜,呈 现(002)晶面择优生长。随着衬底温度的升高,薄膜中Mg含量逐渐增加,并且薄膜表面新型 锥状结构趋于 致密和均匀化。在各元素含量和结晶质量的共同影响下,其电阻率随着温度的升高从6．70×10－4 Ω·cm增加至7．63×10－4 Ω·cm。所有薄膜在可 见光区域(380～800 nm)的透过率均在80%以上,由于载流子共振吸收的作用,近红外区域的 透过率有所下降。MgO扩展带隙的作用和 Burstein-Moss(BM)效应的影响共同促进了薄膜光学带隙E_g展 宽,使得E_g达到了3.75 eV。当衬底温度为280 ℃ 时,薄膜方块电阻为4.91 Ω/sq,电阻率为7.63×10－4 Ω·cm,光电性能指数ΦTC值达0.022 Ω－1。     

溅射功率对Zr,Al共掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

室温下,采用直流磁控溅射法,在载玻片衬底上制备出了Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜。研究了溅射功率对薄膜的组织结构、表面形貌和光电学性能的影响。结果表明,制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当溅射功率为150W时,薄膜电阻率达到最小值1.66×10–3Ω·cm,在可见光区平均透过率超过93%。     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO:Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。     

玻璃和聚酰亚胺衬底上磁控溅射沉积的ZnO:Al透明导电膜的结构、电学和光学性能(英文)

利用射频磁控溅射方法在玻璃和聚酰亚胺膜(PI)衬底上沉积了氧化铝质量分数为2%的掺铝氧化锌透明导电薄膜(ZnO∶Al)。系统地研究了不同衬底材料对薄膜的结构、电学以及光学性能的影响。分析表明,衬底材料对薄膜的结晶性和电学性能有较大的影响,对可见光透射率却影响不大。X射线衍射(XRD)分析得出所有的ZnO∶Al具有良好的c轴择优取向性,在可见光区(400～800nm)两种衬底上的薄膜都达到了85%的透射率。玻璃衬底上的薄膜呈现出更强的(002)衍射峰及相对更小的半峰全宽(FWHM),薄膜电阻率达到了2.352×10-4Ω.cm。电镜分析表明,相对于PI上的ZnO∶Al膜,玻璃上ZnO∶Al膜表面有更致密的微观结构及更大的晶粒尺寸。PI衬底上的ZnO∶Al膜也有相对较好的电、光学性能,其中电阻率达到了6.336×10-4Ω.cm,而且由于PI衬底柔性可弯曲,使得它适于在柔性太阳电池和柔性液晶显示中做窗口层材料及透明导电电极。玻璃上的ZnO∶Al膜则可应用在平板显示和太阳电池技术中。     

WZO薄膜生长及氧流量对其特性的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响。实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO薄膜的关键因素。WZO薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响。当氧气流量为2.08×10-7 m3/s时,WZO薄膜在400～1 500nm透过率达到84.5%,电阻率为4.61×10-3Ω.cm,迁移率为20.5cm2v-1s-1。XPS测试表明WZO薄膜中Zn和W均处于氧化态,其中W元素呈现W6+价态。     

氧化锌薄膜的电化学沉积法制备及受激发射研究

采用一种简单的电化学沉积法，在三电极化学池中，以单一的硝酸锌水溶液作为电沉积液，制备了高光学质量的半导体ZnO薄膜。透射光谱测量表明其光学带隙为3．35eV，400～2000nm波段的光学透过率大于80％。X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究表明，ZnO薄膜为纤锌矿结构的无序多晶颗粒膜，微晶尺寸小于250nm。当用355nm的皮秒脉冲激光作为抽运源垂直入射薄膜表面时，可以检测到400nm附近的近紫外受激发射光，其强度随入射强度呈超线性增长关系，阈值在196．8kW／cm^2处，并且激光发射是多模的和各个方向的，还与被激发的面积有关，表现为随机激光发射机制。     

PET柔性衬底上生长绒面ZnO-TCO薄膜及其在薄膜太阳电池中的应用

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)技术在PET柔性衬底上低温生长绒面结构ZnO-TCO薄膜,DEZn和H2O作为源材料,B2H6作为掺杂剂.详细研究了薄膜掺杂流量对ZnO薄膜微观结构以及光电性能影响.优化获得的PET/ZnO:B薄膜厚约为1 500nm时,绒面结构PET/ZnO薄膜的方块电阻约为10Ω,可...     

离子辅助沉积掺铝氧化锌透明导电膜的研究

报道了采用离子辅助电子枪蒸发技术制备优质氧化锌透明导电膜的工艺和结果,分析了源掺杂,镀膜气氛,衬底温度等参数与膜的电导率及透光特性的关系,作出了电阻率低达2×10     

电子束沉积生长高迁移率IMO透明导电薄膜的研究

研究了利用电子束反应蒸发技术梯度速率生长高迁移率In2O3:Mo(IMO)薄膜的微观结构、光学和电学性能。高纯度In2O3:MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。首先,利用低沉积速率(约0.01nm/s)生长一层厚度约为30nm的IMO薄膜,作为缓冲层,其次,提高生长速率至0.04nm/s,高速率生长IMO薄膜,薄膜厚度约50nm。典型薄膜电阻率ρ约为2.5×10-4Ωcm,方块电阻Rs约为22.5Ω,载流子浓度n～5.8×1020cm-3,电子迁移率μ约为47.1cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率约为80%。获得的IMO薄膜光电性能和直接利用低速率生长的薄膜特性相当或更好,并且极大地降低了薄膜生长时间。     

改善玻璃衬底上ZnO薄膜特性的方法

利用磁控溅射法在玻璃衬底上淀积铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜作为缓冲层,在其上制备了ZnO薄膜。重点研究了AZO薄膜作为缓冲层对玻璃衬底上ZnO薄膜特性的影响。扫描电子显微镜(SEM)图像和X射线衍射(XRD)图谱分析结果表明,玻璃衬底上加入厚度为1μm的AZO缓冲层后,提高了衬底材料和ZnO薄膜之间的晶格匹配程度,有助于增大ZnO薄膜晶粒尺寸,提高其(002)取向择优生长特性、薄膜结晶特性及晶格结构完整性。室温下的透射光谱结果表明玻璃/AZO和玻璃衬底上ZnO薄膜的透光特性没有显著不同。光致发光(PL)谱研究结果表明AZO缓冲层可以有效阻止衬底表面硅原子从ZnO薄膜中"俘获"氧原子,减少ZnO薄膜中的缺陷,改善ZnO薄膜的结晶质量。