直流磁控溅射制备ZAO透明导电薄膜及性能研究

运用直流磁控溅射法,采用ZAO陶瓷靶材(Al2O3相对含量2%(质量分数)),结合正交实验表通过改变制备工艺中的基片温度、溅射功率、氧流量百分比等参数,在普通玻璃衬底上制备得到ZnO∶Al(ZAO)透明导电薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计、四探针测试仪对样品的晶体结构、表面形貌、光电性能进行表征分析。通过正交分析法得出直流磁控溅射法制备ZAO薄膜的最佳组合工艺为基片温度200℃,溅射功率40W,氧流量百分比20%,退火温度400℃,获得薄膜样品最低方块电阻11Ω/□,薄膜具有最好的发光性能,适合作为薄膜太阳电池的透明导电电极。     

晶种辅助化学水浴合成Al掺杂ZnO纳米棒阵列

采用直流磁控溅射法在玻璃基底上制备c轴取向的ZnO薄膜,以此作为晶种层,在硝酸锌(Zn(NO3)2.6H2O)与六亚甲基四胺(C6H12N4)等摩尔浓度反应溶液中添加不同摩尔分数的硝酸铝(Al(NO3)3.9H2O),用化学水浴法合成Al掺杂ZnO(ZAO)纳米棒阵列。X射线衍射结果表明,少量的Al掺杂并不影响ZnO晶体结构,ZAO具有六方纤锌矿型结构。利用扫描电子显微镜、荧光分光光度计、四探针测试仪研究了溶液中Zn源的初始浓度和Al的掺杂量对ZAO纳米形貌、结构和光电性能的影响。结果表明,Al掺杂提高了ZAO薄膜的导电性,当前驱体溶液中Zn源的初始浓度为0.03 mol/L时,制备的掺2%Al的ZAO薄膜沿c轴生长且结晶性好,具有电阻率小和最好的光致发光性能。