TiO2和ZnO夾層Ag透明多層電極的制備及性能研究.pdf

1、本文使用磁控濺射制備薄膜的方法在室溫的條件下，制備了TiO2/Ag/TiO2、TiO2/Ag/ZnO、ZnO/Ag/ZnO三種氧化物夾層銀的透明電極。主要討論了濺射功率、薄膜厚度以及在濺射Ag過程中通入氧氣濃度等參數(shù)對透明多層電極性能的影響。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、UV-可見光分光光度計(jì)、四探針和電子萬能試驗(yàn)機(jī)等對透明電極的形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)性能以及耐彎曲性能等進(jìn)行了表征分析。
　　首先，分析討論了TiO2和Ag膜厚

2、度對多層膜性能的影響，優(yōu)化薄膜的制備參數(shù)，使TiO2/Ag/TiO2多層薄膜獲得最佳的光學(xué)性能。隨后發(fā)現(xiàn)常溫條件制備的TiO2為無定型的非晶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致常溫制備的TiO2/Ag/TiO2多層薄膜導(dǎo)電性很差。雖然高溫退火處理可以有效提高TiO2/Ag/TiO2導(dǎo)電性，但增大了薄膜制備復(fù)雜程度，因此高溫退火并不是最有效地提高TiO2/Ag/TiO2的方法。
　　其次，常溫條件下ZnO是一種具有高載流子濃度和遷移率的半導(dǎo)體材料，可以有效彌

3、補(bǔ)常溫下TiO2導(dǎo)電性差的缺陷。分析發(fā)現(xiàn)，生長在TiO2上的Ag膜，其連續(xù)性和光電性能均優(yōu)于生長在ZnO上，因此制備了TiO2/Ag/ZnO多層電極。隨后采用Taguchi田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法討論了TiO2和ZnO膜厚對多層電極光電性能的影響。最后重點(diǎn)分析了濺射功率和厚度對Ag膜形貌結(jié)構(gòu)的影響以及對TiO2/Ag/ZnO多層電極光電性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)中間Ag靶濺射功率為20 W時(shí)，TiO2(30 nm)/Ag(10 nm)/ZnO(40

4、nm)性能最好，其透光率高達(dá)94.3％，電阻僅為5.2Ω/sq，而且此時(shí)多層膜具有很好的耐彎曲性能。
　　最后，因?yàn)閆nO是一種富含氧空位缺陷的材料，分析發(fā)現(xiàn)在濺射Ag膜過程中通入的O2會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，使得沉積在ZnO上的Ag膜形貌更加連續(xù)光滑，從而有效地提高了ZnO/Ag/ZnO多層膜性能。隨后重點(diǎn)討論分析了通入氧氣的濃度對ZnO/Ag/ZnO多層電極性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)通入氧氣濃度為2%~3%時(shí)，ZnO/Ag/ZnO多層電極