ZnO基透明导电薄膜的研究应用进展

本文概述了ZnO基透明导电薄膜在硅基薄膜太阳电池中的应用前景及其最新研究进展。介绍了利用透明导电薄膜绒面结构提高薄膜太阳电池效率的方法,并对绒面ZnO基透明导电薄膜的制备方法和研究进展做了详细的阐述．重点讨论了近期关于制备工艺和薄膜绒面结构、电学及光学特性关系的研究结果。     

射频溅射功率密度对Ga:ZnO透明导电薄膜性能的影响

室温下利用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备了掺Ga氧化锌(Ga:ZnO)多晶透明导电薄膜.通过改变磁控溅射生长过程中的溅射功率密度和靶基距,研究了多晶薄膜的透明导电性能与生长参数的相互影响关系.研究结果表明:当溅射时间相同时,随溅射功率密度的增加和靶基距的减小,Ga:ZnO薄膜的厚度增加,从而导致了薄膜导电率升高;当溅射功率密度为5.3W/cm2、靶基距为5cm时,Ga:ZnO薄膜的最小电阻率达到3.1×10-4Ω·cm.透光率测试结果表明:当溅射功率密度增加时,Ga:ZnO薄膜中紫外光学吸收发生了红移;增加溅射功率密度会造成薄膜中掺杂缺陷密度增加,产生禁带之间Urbach带尾能级吸收效应;GaZnO薄膜在可见光范围中的平均透光率大于80%.     

恒电流电沉积ZnO薄膜及其光电性能研究

采用恒电流电沉积的方法,在ITO导电玻璃上制备ZnO薄膜.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段,对制备出的ZnO薄膜进行表征,并研究了溶液的pH值对薄膜的光学性质的影响.结果表明,电流密度为0.175mA·cm-2、pH为4.7时,制备出的ZnO薄膜具有纤锌矿结构,薄膜表面较均匀、致密,具有很好的附着力,在可见和近红外波段透过率约为80%,禁带宽度为3.37eV.光电流测试表明薄膜的导电类型为n型.     

膜厚对柔性ZnO∶Ga透明导电薄膜结构和电学性能的影响

室温下采用直流磁控溅射法在PI衬底上制备出具有优异光学性能的ZnO∶Ga透明导电薄膜.研究结果表明,制备了具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶GZO透明导电薄膜.讨论了薄膜厚度对PI衬底上制备ZnO∶Ga薄膜的结构、表面形貌和电学性质的影响.实验数据表明,一定同质缓冲层可有效降低薄膜应力,改善薄膜性能,所得GZO薄膜厚度为129nm时,电阻率具有最小值3.2×10-4Ω.cm.     

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

 采用溶胶 凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO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。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×10² Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85 %。     

溅射功率对 ZnO ∶Mn 薄膜结构、应力和光电性能的影响

利用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备掺锰氧化锌（ZnO ∶Mn）透明导电薄膜．研究了溅射功率对薄膜结构、力学性能和光电性能的影响．功率对薄膜应力影响不是很大,且应力均为负值,表现为压应力．溅射功率通过改变晶粒尺寸和结晶程度而影响薄膜的导电性能：当溅射功率为135 W 时,薄膜的电阻率具有最小值为1．10×10－2Ω·cm．实验表明,功率是影响 ZnO ∶Mn 薄膜性能的一个重要参量．     

纳米ZnO/ITO导电玻璃复合材料的制备及其光学性能研究

简单硝酸锌水溶液中采用两步法电沉积技术在ITO导电玻璃衬底上沉积出透明致密ZnO薄膜.利用X射线衍射、热重—差热、光致发光谱和透射光谱对样品的结构、组成和光学性能进行了表征.结果表明:所制备的ZnO具有六角纤锌矿结构,平均粒径为纳米级,组成稳定、单一.光学测试结果表明其具有良好的发光性能,可见光区透光度高达80%.     

氧化锌透明导电膜的光电性能研究

采用磁控溅射法在载玻片上制备出Al3 掺杂型ZnO透明导电薄膜.对不同厚度薄膜的光电性能进行了研究.结果表明,所制备的薄膜随着厚度的增加,透过率略有下降;ZnO薄膜在可见光区的吸光度很小,对可见光几乎不吸收.     

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以硝酸锌溶液为电解液,采用电化学沉积方法,在导电玻璃(ITO)上制备ZnO薄膜.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的ZnO薄膜结构和形貌进行表征,并研究薄膜的光电性能.结果表明,通过该方法制备的ZnO具有标准的六方纤锌矿纳米柱状结构,沉积电位为-0.75、-0.80、-0.85 V时,制备的ZnO纳米柱的直径分别为250、400、500 nm,禁带宽度分别为3.12、3.27、3.29 eV,光电流密度分别为1.18、1.07、0.89μA.cm-2.     

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以硝酸锌溶液为电解液,采用电化学沉积方法,在导电玻璃(ITO)上制备ZnO薄膜.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的ZnO薄膜结构和形貌进行表征,并研究薄膜的光电性能.结果表明,通过该方法制备的ZnO具有标准的六方纤锌矿纳米柱状结构,沉积电位为-0.75、-0.80、-0.85 V时,制备的ZnO纳米柱的直径分别为250、400、500 nm,禁带宽度分别为3.12、3.27、3.29 eV,光电流密度分别为1.18、1.07、0.89μA.cm-2.     

透明导电氧化物薄膜的制备方法研究

主要介绍了制备透明导电氧化物薄膜的方法,其中包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法（PLD）、喷涂热解法、分子束外延法（MBE）、溶胶-凝胶技术（sol-gel）法,总结了各种方法的优缺点,并对透明导电氧化物薄膜的研究进行了展望。     

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法：旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。     

柔性透明导电薄膜的研究现状、应用及趋势

综述了目前制备柔性透明导电膜的主要技术及其优缺点,柔性透明导电薄膜是在柔性衬底上沉积的一种透明导电膜,制备这种膜首要的问题是选择合适的衬底材料,其次就是选择合适的制备技术,降低TCO膜的电阻率,提高可见光区的透射率,使薄膜性能稳定,重复性好,成本低,达到实用要求．文中阐述了当前该领域的研究现状,并讨论了工业应用对柔性透明导电膜的性能要求及其未来发展趋势。     

ITO薄膜的制备、光刻及性能测试实验设计

文中就电子科技大学显示器件技术课程ITO薄膜的制备、光刻及性能测试实验进行了深入分析。该实验主要涉及ITO薄膜的制备、图案的刻蚀、ITO薄膜的方阻测试及透过率测试。通过该实验让学生掌握ITO薄膜的制备、薄膜图案的形成及薄膜的性能测试等基本工艺技术。     

退火对反应离子镀ITO薄膜光学特性的影响

选用R.I.P.工艺,以Sn、In为蒸发物.以Gs-I型全息干板为基片,在200℃的条件下制备出ITO薄膜.经退火处理表明:退火有助于提高ITO薄膜的可见、近红外光的透射率,但退火温度有一阈值;退火不利于提高ITO薄膜的近红外反射率.     

掺杂Sb的SnO2基陶瓷导电薄膜的研制

对 Sn O2 陶瓷导电薄膜的特性、导电机理、制备、应用进行了叙述 ,并且利用喷涂热解工艺制备了 Sn O2 陶瓷导电薄膜 ,探讨了掺杂剂Sb的掺杂量、喷涂溶液的浓度对 Sn O2 导电薄膜电阻值的影响     

TiO_2光阳极有序微结构的纳米压印工艺

提出一种以常温紫外固化纳米压印技术实现定制化微结构TiO_2纳米晶岛薄膜制备的工艺,用于制备垂直于透明导电基底的TiO_2薄膜光阳极.混合TiO_2粉体、分散剂、乳化剂、酒精和光固化树脂等,制备可紫外光固化的TiO_2溶胶,并经步进压印形成宽度为3μm的具有离散纳米晶岛微结构的薄膜,经保压复型优化压印工艺后处理,保证了离散纳米晶岛微结构的高保真度.经600℃烧结去除薄膜中的掺杂物,退火至450℃后获得了定制化微特征的锐钛矿型TiO_2半导体薄膜.在N719染料敏化条件下,制备出了定制化微结构光阳极的染料敏化太阳能电池.AM1.5(0.1w/cm~2)光照条件下的测试实验结果表明,该电池的光电转化效率可达2.7%.此工艺有望应用于制备高稳定性固态或准固态电解质染料敏化太阳能电池.     

辉光功率对硅薄膜太阳能电池串联电阻的影响

采用RF—PECVD在不锈钢衬底上制备了一系列NIP结构的硅薄膜太阳能电池,得到本征层的辉光功率分别是4W,7．2W,9W,20W,40W。用磁控溅射在P层表面蒸镀ITO透明电极,用太阳能模拟器做光源,测试了电池的串联电阻等性能参数。结果表明本征层辉光功率对电池串联电阻的影响显著。在相同条件下制备了本征单层膜系列样品并进行表征。通过对薄膜性质的分析,运用三相混合模型和渗流理论解释了串联电阻随本征层辉光功率变化的原因。     

Effect of oxygen partial pressure and transparent substrates on the structural and optical properties of ZnO thin films and their performance in energy harvesters

Zinc oxide (ZnO) thin films were deposited onto different substrates-tin-doped indium oxide (ITO)/glass, ITO/polyethylene naphthalate (PEN), ITO/polyethylene terephthalate (PET)-by the radio-frequency (RF) magnetron sputtering method. The effect of various O₂/(Ar+O₂) gas flow ratios (0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6) was studied in detail. ZnO layers deposited onto ITO/PEN and ITO/PET substrates exhibited a stronger c-axis preferred orientation along the (0002) direction compared to ZnO deposited onto ITO/glass. The transmittance spectra of ZnO films showed that the maximum transmittances of ZnO films deposited onto ITO/glass, ITO/PEN, and ITO/PET substrates were 89.2%, 65.0%, and 77.8%, respectively. Scanning electron microscopy (SEM) images of the film surfaces indicated that the grain was uniform. The cross-sectional SEM images showed that the ZnO films were columnar structures whose c-axis was perpendicular to the film surface. The test results for a fabricated ZnO thin film based energy harvester showed that its output voltage increased with increasing acceleration of external vibration.     

三乙醇胺对介孔二氧化钛薄膜的光电增强作用

以三嵌段共聚物为模板剂,钛酸正丁酯为无机前驱体,采用溶胶一凝胶法制备了TiO2溶胶,利用提拉法获得了纳米晶介孔TiO2薄膜,对薄膜的制备条件进行了优化。研究表明,将介孔TiO2薄膜电极浸入含有三乙醇胺的缓冲溶液中,在紫外光照射条件下,三乙醇胺作为电子供体,能够显著增强介孔TiO2薄膜电极的光电流强度。