二氧化錫基透明導(dǎo)電膜的制備及光電性能的研究.pdf

1、二氧化錫基透明導(dǎo)電薄膜由于其具有好的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)以及高的紅外反射率已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能電池，光電器件，平面顯示以及氣敏元件等領(lǐng)域。和目前廣泛應(yīng)用的ITO薄膜相比，二氧化錫基透明導(dǎo)電薄膜具有價(jià)格便宜，熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在太陽(yáng)能電池上有更好的應(yīng)用。目前，Sb，As，P，Mo，F(xiàn)，Cl已經(jīng)被研究者作為雜質(zhì)摻進(jìn)二氧化錫中進(jìn)行了研究，盡管如此，尋找新型的透明導(dǎo)電氧化物薄膜仍然是非常有意義的。
　　 1.本文采用純度為99

2、.5％的SnO2和99.5%的Sb2O3作為原料制作Sb2O3-SnO2陶瓷靶材。用電子天平稱取一定量的SnO2，Sb2O3粉末放入瑪瑙研缽中，滴入一定量的聚乙烯醇粘結(jié)劑，充分研磨，直至Sb2O3-SnO2混合粉末成為均勻細(xì)小的顆粒；接著將研磨好的混合粉末放入模具內(nèi)壓制成型，然后在空氣中進(jìn)行脫膠處理。最后，將脫膠后的靶材放在智能控溫箱式爐中，在大氣氣氛下燒制成陶瓷靶材。
　　 2.本文利用脈沖激光沉積(PLD)系統(tǒng)，采用不同含量

3、的Sb2O3-SnO2制備的陶瓷靶材，在石英等襯底上生長(zhǎng)了Sb摻雜SnO2基(ATO)透明導(dǎo)電(TCO)薄膜。通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)壓強(qiáng)，襯底溫度，薄膜厚度等參數(shù)對(duì)薄膜結(jié)晶質(zhì)量，光學(xué)和電學(xué)性能的對(duì)比研究，找到了適合ATO薄膜生長(zhǎng)的工藝參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。制備出了性能優(yōu)異，并具有很好的可重復(fù)性的Sb摻雜SnO2基透明導(dǎo)電薄膜。在最優(yōu)化狀態(tài)下，制得薄膜的最低電阻率為1.0×10-3Ω·cm，相應(yīng)的載流子濃度和霍耳遷移率分別為3.0×1020 cm-

4、3和21.61Cm2V-1S-1，薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的平均透過(guò)率為83%左右。
　　 3.采用射頻磁控濺射和直流磁控濺射的方法制備了不同的中間Ag層厚度下的SnO2/Ag/SnO2多層膜，研究了不同Ag層厚度下的SnO2/Ag/SnO2多層膜的光電性能，并利用X射線衍射，霍爾效應(yīng)，四探針，透射譜等表征手段對(duì)制備出的樣品進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)中間Ag層厚度為5nm時(shí)，獲得了最大光電優(yōu)良指數(shù)的透明導(dǎo)電薄膜，最優(yōu)值為1.6×10-2Ω

5、-1，此時(shí)其電阻率為4.8×10-5Ω·cm，方電阻為9.61Ω/sq，在可見(jiàn)光區(qū)的平均透過(guò)率為83%以上。
　　 4.采用射頻磁控濺射和直流磁控濺射的方法在普通玻璃襯底上制備了不同氧氬比下的SnO2/Ag/SnO2多層薄膜，利用X射線衍射，霍爾效應(yīng)，四探針，透射譜等表征手段對(duì)制備出的樣品進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)研究表明，制備SnO2層時(shí)，在1:14的氧氬比下獲得了最大光電優(yōu)良指數(shù)的透明導(dǎo)電薄膜，最大優(yōu)良指數(shù)為1.69×10-2Ω-1，電