透明导电薄膜(Ⅲ):TCO/M/TCO三层透明导电薄膜

TCO/M/TCO三层透明导电薄膜具有可见光区透光率高、导电性好且超薄的特点,适用于包括柔性基底在内的电子器件的透明导电电极.本文阐述三层透明导电氧化物/金属/透明导电氧化物(TCO/M/TCO)薄膜透光导电原理,厚度设计及其对光电性能的影响,金属层的选择及作用机制,溅射氛围和后处理工艺对薄膜性能的影响.     

复合透明导电薄膜在CIGS太阳电池智能调控中的效果研究

通过制备AZO/Ag/AZO复合透明导电薄膜,对其在CIGS太阳电池中的智能调控效果进行了研究,结果表明,SEM,AFM分析表明,在Ag膜在10.5nm时,膜层连续,完全覆盖AZO薄膜表面,厚度为AZO(39.5nm)/Ag(10.5nm)/AZO(35.5nm),得到的复合导电膜具有良好的光电性能,其可见光透过率平均值为85.0%,方块电阻大小为5.9ohm/sq。Ag厚度可改善AZO/Ag/AZO薄膜电学特性,其载流子浓度可增加到2.27×10²²cm^-3。AZO/Ag/AZO导电膜为窗口传输层,可提高对光生载流子抽取速率,降低电池生产成本。     

双重优化对基于P3HT:PCBM有机太阳能电池效率的提高

有效提高太阳能电池对光的吸收效率是提高太阳能电池能量转换效率的重要因素.在以poly(3-hexylthiophene)(P3HT)为电子给体材料,[6,6]-phenyl C60-butyric acid methyl eater(PCBM)为电子受体材料的有机太阳能电池中,Poly-(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)与活性层之间插入不同厚度的P3HT层,并在P3HT层最佳厚度的基础上,进一步在活性层中掺杂不同比例的Ag纳米粒子,双重优化了电池器件.当插入45 nm的P3HT层及掺杂质量比为5%的Ag纳米粒子时活性层薄膜的形貌及内部结构得到了改善,电池对光的吸收,及外量子效率得到了显著地提高,并出现红移现象.在25°C,光强为100 mW/cm2的条件下测量其短路电流密度JSC为11.21 mA/cm2,能量转化效率PCE为3.79%.     

掺银ITO薄膜退火前后的性能比较

采用直流磁控溅射方法在室温下制备厚度为130nm的ITO和Ag-ITO薄膜,并在大气环境中不同温度下退火1h,测试其XRD谱和近紫外-可见光透射谱.利用(211)和(222)衍射峰求得两种薄膜的晶格常数,并分析了掺Ag和退火对ITO薄膜晶格常数、结晶度和透射率的影响.结果表明:晶格常数随退火温度的升高而减小,且掺Ag后晶格进一步收缩;两种薄膜经高温退火后在可见光段具有相近的透射率,未退火和低温退火的Ag-ITO薄膜透射率明显低于相同条件处理的ITO薄膜.     

高透明紫外阻断ZnO凝胶膜的制备及性能表征

以醋酸锌和二乙醇胺为原料,在异丙醇体系中成功合成ZnO稳定溶胶,采用提拉法在石英基底上沉积ZnO薄膜,经450℃热处理后得到晶化ZnO薄膜。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和紫外-可见透射光谱对ZnO薄膜的结构组成和光学性能进行表征。利用Cody-Lorentz模型分析薄膜的透射光谱,获得膜层的厚度和光学常数。研究发现,ZnO薄膜在紫外光区和可见光区的平均透射率分别为2.13%和89.39%。为了评价溶胶的稳定性,同一提拉速度下每隔5 d进行一次薄膜镀制。结果表明,溶胶陈化25 d,ZnO薄膜厚度由354.2 nm增至389.0 nm,紫外线屏蔽性能逐渐增强,并能维持可见光区平均透射率高于86%。     

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.     

纳米铈-铝共掺杂氧化锌透明薄膜的光学性能研究

用溶胶-凝胶浸渍提拉法在普通玻璃片上制备了纳米Ce-Al共掺杂ZnO(Ce-AZO)透明薄膜,并研究了Ce-AZO薄膜的光学性能.结果表明:Ce-AZO薄膜在可见光区的平均透过率均在85%以上;Al和Ce掺杂摩尔分数分别为4%和2%、pH 7.1、退火温度450℃时,Ce-AZO薄膜在可见光区500～700 nm的透过率达到92%,在紫外区300～350 nm平均透过率只有2%.     

基于玻璃基底的透明导电金膜的光学性质

采用直流溅射法,通过调节溅射时间和溅射电流,在玻璃基底上成功制备出不同厚度的透明导电金膜.通过椭圆偏振仪测量了透明导电金膜的厚度及其对可见光的透过率,利用四探针、扫描电子显微镜分别测量和表征了透明导电金膜的方块电阻和表面形貌.研究结果表明,随着透明导电金膜厚度的增加,方块电阻减小,金膜表面连续性变好,且透明导电金膜厚度为10~13nm时,透明导电金膜的导电性和透过性的兼顾最佳.通过实际中透明导电金膜厚度随溅射条件的变化,结合理论膜厚计算公式可知,直流溅射沉积透明导电金膜为岛状生长模式.使用椭圆偏振仪测量了不同入射角度和入射方向上透明导电金薄膜的椭偏参量,发现在各向同性的玻璃基底上生长的透明导电金膜的光学性质表现为各向异性.     

光在一维金属/电介质光子晶体中的传播特性

用转移矩阵方法从理论上研究了光波在一维金属/电介质光子晶体中的传播特性.通常可见光在金属中的趋肤深度只有十几nm,所以在几十nm以上厚度的金属中是不能传播的.但可见光在由金属和电介质构成的一维光子晶体中传播时,即使金属的总厚度远远超过趋肤深度,仍然能够通过.单层金属膜的厚度越大,透射率越小,透射谱线的峰宽越窄.随电介质层的厚度增大,光子带隙向长波长移动.结构的周期数越大,透射率越小.但周期数并不能影响带隙的位置和宽度.     

透明TiO2激光全息防伪薄膜研究

采用溶胶 -凝胶方法制备透明TiO2 激光全息防伪薄膜 ,能够替代传统的镀铝膜 .在激光全息照片上上银电极 ,控制有关的条件 ,用电铸方法制成金属模版 .钛酸丁酯、水、乙醇和催化剂等以一定的比例在溶胶 -凝胶过程中完成反应 ,制成TiO2 信息层 .TiO2 信息层被复合于塑料薄膜上 .对TiO2 信息层在模压机上施以 1 0 0℃和2 0 0kPa的处理 ,就可得到透明激光全息薄膜 .该薄膜可见光透射率在 90 %以上 ,折射率在 1 .8以上 ;因此能够在透明的同时清晰地展现激光全息图像 ,当视角为 6 0°时效果最佳     

一种用于BIPV的半透明非晶硅薄膜太阳能电池的研究

利用一种半透明非晶硅薄膜太阳能电池采用高导电性能的透明银(Ag)薄膜和TCO薄膜组成透明的背电极代替了普通的不透明铝背电极,通过ZnO/TiO_2薄膜组成复合增透膜提升入射光能,弥补透明背电极的背反射减弱问题。实验采用磁控溅射法制备厚度为10~15 nm的银薄膜与200~300 nm厚度AZO薄膜为透明背电极,采用厚度为65 nm的ZnO薄膜和50 nm的TiO_2薄膜为增透膜,制备的电池样品平均输出功率为39.76 W,透光率为20.17%,对比相同电池工艺的传统半透明非晶硅薄膜太阳能电池组件,有效地减少了光损失,提高了电导率。     

TiO_2复合金属多层膜的近紫外光学性能及其界面稳定性

设计制备了透紫外隔热的Ti O2复合金属纳米多层膜,该膜系可以获得从近紫外到可见光波段高的透射率,同时实现了对红外的反射隔热效应.综合考虑贵金属Ag与Ti O2的界面湿润性与界面粗糙度对于光的散射效应,设计了可以提高多层膜热稳定性的超薄过渡层,研究表明在Ti O2与Ag膜之间加镀一层2～3nm的Ti层可以有效地提高多层膜的热稳定性.AES分析表明,在热处理过程中Ti层发生了不完全氧化而Ag膜则保持金属态不被氧化.AFM观测表明过渡层改善了Ag膜的表面质量缓解了热处理过程中的结块现象.     

氧化锌/银双层膜负反馈阴极电极的制备及性能研究

提出了一种可显著改善碳纳米管(CNTs)场致发射性能的ZnO/Ag双层膜负反馈阴极电极的制备方法.在条形银电极上溅射沉积一定厚度的Zn膜,经热氧化和湿法刻蚀制备成ZnO/Ag双层膜电极.同单层的Ag或氧化铟锡电极相比,该电极不仅具有足够的负反馈电阻(限流电阻)阻止CNTs场发射中过流的发生,而且降低了条形阴极电极的线性电阻,确保了场发射的均匀性.当溅射沉积Zn膜的厚度从40 nm增到120 nm时,热氧化形成的ZnO由孤岛状的颗粒变为连续体的薄膜,ZnO/Ag双层膜电极的表面光洁度比单层的Ag电极有很大的提高,负反馈电阻层的电阻增大,负反馈的能力增强.CNTs薄膜阴极场发射特性曲线证明,ZnO/Ag双层膜电极能明显降低场发射电流的波动,有效提高器件的稳定性和寿命.     

GaN基LED中Ag/ITO复合膜的光电性能研究

制备含有不同厚度Ag(0.5、2、4nm)的Ag/ITO多层膜沉积在以蓝宝石为衬底的外延片上并与P-GaN相接触,经过一定的退火处理。研究了Ag厚度、退火温度、退火时间对Ag/ITO多层膜的透过率、方块电阻和接触电阻率的影响。得出这种光电性能优良的Ag/ITO膜作为P型透明电极应用于大功率LED有广阔的前景。     

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。     

掺铝氧化锌透明导电薄膜生长及光电性质研究

采用磁控溅射在载玻片上制备掺铝氧化锌AZO透明导电薄膜,并用扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,四探针电阻率测试仪测量样品的方块电阻和电阻率,分光光度计测量薄膜透射率.结果表明当功率、温度、氢气掺杂比为200 W、300℃、8%时,制备的AZO薄膜具有最小的方块电阻和电阻率,且在可见光区域内透射率均超过80%.     

聚合透明弹性硅胶薄膜调节可见光透射率的初步研究

初步研究了聚合透明弹性硅胶薄膜调节可见光的可能性。实验表明：采用晨光GN521D聚合透明弹性硅胶薄膜时，在一个大气压条件下，胶膜的直射透射率的调节范围可从最小33％达到最大86．7％，透射率的改变时间不超过1秒种。这一效果比电致变色调光的范围最大，速度要快，视觉效果也好的多，有一定实用的可能性。     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

器件结构对聚合物太阳能电池内部光电强分布的影响

针对以电子给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)和电子受体6,6-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)共混薄膜为活性层的本体异质结聚合物太阳能电池,根据光学干涉效应和转移矩阵方法建立了非相干光吸收理论模型,研究了电极修饰层、活性层和阴极的厚度对电池内部光电场分布和活性层内部光电场强度的影响.结果表明:各功能层厚度对电池内部光电场分布和活性层光电场强度具有不同程度的影响,其中活性层和电极修饰层厚度的影响较大,而阴极厚度的影响较小;引入合适厚度的电极修饰层有利于增加活性层内部的光电场强度,提高太阳能电池的能量转换效率,改善器件的光伏性能.     

基于多功能层TiO2薄膜增强染料敏化太阳能电池性能?

利用粒径为20和200nm TiO2在导电玻璃表面制备光阳极的光透明层薄膜、混合层薄膜以及散射层薄膜,通过有效地调整3种薄膜结构进而制备了染料敏化太阳能电池.研究表明,多功能层TiO2膜结构大幅度地提升了光电流,而且电子在多功能层TiO2膜内的界面传输阻抗较低.将3种薄膜有效结合并控制其厚度,可以有效地提高染料敏化太阳能电池的性能,在AM1.5,光强度为100 mW·cm-2的条件下,染料敏化太阳能电池光电转化效率可以提升至5.29%,电流密度达到11.7mA·cm-2.