ZnO基透明導電薄膜的濕化學制備.pdf

1、ZnO原料豐富且無污染，是一種直接帶隙寬禁帶半導體材料，其禁帶寬度為3.37 eV，激子結(jié)合能達到60 meV。ZnO薄膜具有優(yōu)良的光電性能，在太陽能電池、晶體管、發(fā)光器件等方面有良好的應用前景。ZnO薄膜的制備方法主要有磁控濺射法等物理氣相沉積法、化學氣相沉積法以及濕化學法。其中濕化學方法所需設備簡單，能夠在襯底上實現(xiàn)大面積薄膜制備。本研究采用溶膠-凝膠法和化學浴沉積法兩種濕化學方法制備ZnO基透明導電薄膜。以X射線衍射(XRD)、掃

2、描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜分析(XPS)、紫外可見分光光度計、四探針法等分析測試方法對薄膜樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、化學組成以及光電性能進行表征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在查閱相關文獻的基礎上，對ZnO的基本結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)進行簡單歸納，重點綜述了ZnO薄膜的濕化學制備方法。⑵通過溶膠-凝膠法制備了Si摻雜ZnO(ZnO:Si)薄膜，并對其進行紫外光照射和氫氣還原處理來提高ZnO:Si薄膜的電導率。ZnO:Si薄膜的最低電

3、阻為1.6k，透光率在80％以上。⑶采用溶膠-凝膠法制備了CuO及ZnO/CuO/ZnO薄膜，經(jīng)氫氣還原后獲得Cu及ZnO/Cu/ZnO薄膜。Cu膜的電阻為10，但ZnO/Cu/ZnO多層膜的電阻較高，為10k。這是由于Cu在ZnO中的浸潤性較差，在多層膜中形成了島狀分散的Cu晶粒。⑷采用化學浴沉積法制備了In摻雜ZnO(ZnO:In)薄膜。通過改變?nèi)軇┙M成，實現(xiàn)了薄膜擇優(yōu)取向從[002]晶向到[100]和[110]晶向的可控調(diào)節(jié)。同時