银掺杂ZnO薄膜光电功能材料的研究进展

近年来人们发现利用银掺杂方案能制备出导电性良好的p型ZnO薄膜,并能增强ZnO的紫外发光强度,还可以形成各种纳米微结构从而产生一些新的特性.这很可能为ZnO基光电器件的应用提供新思路.综述了几年来国内外在银掺杂ZnO薄膜的电学性质、光学性质和结构方面的研究进展,并探讨了目前存在的问题及今后研究的方向.     

ZnO基材料在有机太阳能电池中的应用

ZnO薄膜在光电器件中具有重要的用途。可以采用磁控溅射法、溶胶-凝融法和喷雾热分解法等方法制备ZnO薄膜。ZnO薄膜的性能随制备方法和掺杂物质的不同,表现出巨大的差异。主要综述不同方法制备ZnO、修饰ZnO以及掺杂ZnO在有机太阳能电池中的应用,并对未来氧化性薄膜在有机太阳能电池中的应用趋势进行探讨。     

ZnO薄膜气相法制备

ZnO薄膜具有压电、光电、压敏、气敏、发光等多种特性,应用十分广泛。介绍了ZnO薄膜气相法制备原理中的各类主要方法,包括脉冲激光沉积、磁控溅射、分子束外延、金属有机化合物化学气相沉积、单源化学气相沉积和等离子体增强化学气相沉积等技术;分析了这些方法的优缺点;展望了ZnO薄膜今后的研究方向。     

沉积时间对脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在氧气气氛中以高纯Zn为(99.999%)靶材,在单晶硅和石英衬底表面成功生长了ZnO薄膜.通过X射线衍射仪、表明轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了ZnO薄膜的沉积时间对其性能的影响.结果表明,采用PLD法在室温下可以制备出(002)结晶取向和透过率高于75%的ZnO薄膜,但室温下沉积的ZnO薄膜的发射性能较差,沉积时间的延长不能改善薄膜的发光性能.     

射频磁控溅射法制备的ZnO:Al薄膜在不同偏压下的光电特性

采用RF磁控溅射法在玻璃衬底和PET衬底上沉积了Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,衬底的直流偏压为0～50V.主要研究了薄膜的结构、光学和电学特性.在玻璃衬底上制备AZO薄膜的沉积速率随偏压的升高而增大,然而再增加偏压时反而下降.当偏压为30V时,在玻璃衬底上制备的薄膜的最低电阻率为6.5×10-4Ω·cm,在波长450～800nm内的平均透射率大于80%;在PET衬底上制备的薄膜也有相似的特性,但没有在玻璃衬底上制备的好.     

透明导电氧化物薄膜材料及其制备技术研究进展

综述了透明导电氧化物(TCO)薄膜的结构、光电性能以及TCO薄膜制备技术的研究进展.ITO薄膜性能优异,是重要的平面显示器件用材料.掺铝ZnO薄膜价格低廉,是极具开发前景的ITO薄膜的替代材料.柔性衬底氧化物半导体透明导电薄膜的开发和应用将扩大TCO薄膜的应用领域.     

氧化锌薄膜研究的新进展

ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料.ZnO薄膜的制备方法多样,薄膜的性质取决于不同的掺杂组分,并与制备工艺紧密相关.简述了ZnO薄膜的制备方法与基本性质与应用,分析了ZnO薄膜研究、应用与开发现状,展望了产业化发展前景.     

阴极电沉积高c轴取向ZnO薄膜及其光学性能的研究

以硝酸锌水溶液为电沉积液,采用两步法电沉积技术在ITO导电玻璃上电沉积出透明致密的ZnO薄膜.利用电势-pH计算和循环伏安实验得到适宜的溶液pH值和电沉积电势,采用X射线衍射、热重-差热、光致发光谱和透射光谱对ZnO薄膜的结构、组成和光学性能进行了表征.结果表明,所制备的ZnO薄膜在c轴方向上具有高度的择优取向性质,平均粒径为纳米级,性能稳定、单一,发光性能良好,可见光区透射率较高.此类产品在太阳能电池和光电子器件等光学材料方面具有很高的应用价值.     

大面积钙钛矿薄膜制备技术的研究进展

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其较高的光电转换效率和较低的生产成本而备受关注.其优异的光电性能主要归因于该类钙钛矿材料的光吸收系数高、载流子迁移率高、载流子寿命长、带隙可调等物理特性;由于其可基于溶液加工法进行规模化生产,使其生产成本大幅降低,并快速成为新型薄膜太阳能电池新星.在过去十年的时间里,钙钛矿太阳能电池小面积器件(<1 cm2)的光电转换效率已经从2009年的3.8％迅速飙升至25.2％;而其小模块级组件(10～800 cm2)效率已提升至18.04％;模块级组件(>800 cm2)的光电转换效率也已经刷新到16.1％.小面积器件和模块级组件效率失配的关键因素之一是高质量、高均一性的大面积钙钛矿薄膜沉积方法的局限性.小面积器件钙钛矿成膜通常使用的是溶液旋涂法;但是,溶液旋涂法存在厚度不均匀、原料浪费严重等缺点,因而不适合用于制备大面积钙钛矿薄膜.当前,大面积钙钛矿薄膜的沉积方案处于多样化的研究当中,尚未形成稳定的工业化生产规模.迄今为止,主要报道的大面积钙钛矿薄膜的制备方法主要有:刮刀涂布法、狭缝涂布法、喷涂法、喷墨打印法、软覆盖沉积法、气相沉积法.本文归纳总结了近期大面积钙钛矿薄膜制备方法的研究进展;并对其基本原理进行分析与讨论,对比了各种大面积钙钛矿薄膜制备方法的优缺点;展望了它们在未来研究和产业化过程所面临的问题及其发展前景;旨在加深读者对大面积钙钛矿薄膜的沉积方法的理解,以期为大面积、高效率钙钛矿模组的研究与开发提供有益的参考.     

氧分压对直流磁控溅射制备 ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO（ZnO：Ga）透明导电薄膜，研究了氧分压对ZnO：Ga透明导电薄膜结构和电光学性能的影响．X射线衍射结果表明所制备的薄膜具有c轴择优取向的六角多晶结构．ZnO：Ga透明导电薄膜的晶粒尺寸强烈依赖于氧分压的大小，随着氧分压的增大薄膜的晶粒尺寸先增大后减小，在氧分压为0．30Pa时沉积的ZnO：Ga薄膜半高宽最小，晶粒尺寸最大．薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大，沉积薄膜的最低电阻率可达3．50×10^-4Ω·cm．此外，所有ZnO：Ga薄膜在可见光范围内的平均透射率均超过90％．