PET基柔性O(shè)-M-O結(jié)構(gòu)透明薄膜電極的制備及光電性能研究.pdf

1、氧化物-金屬-氧化物(Oxide-Metal-Oxide，OMO)透明導(dǎo)電薄膜結(jié)構(gòu)與單層透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜相比，具有很多優(yōu)點(diǎn):降低薄膜整體厚度，增加柔韌性，利于工業(yè)化生產(chǎn)，薄膜穩(wěn)定性好等。但由于金屬層的加入，薄膜的導(dǎo)電性和透光性之間存在著嚴(yán)重的矛盾，通過(guò)摻雜對(duì)中間層金屬進(jìn)行改性，以改變金屬薄膜在氧化物上的生長(zhǎng)方式，獲得超薄的連續(xù)金屬膜層，可以大幅提高薄膜的光電性能。本文采用室溫磁控濺射的方法，在柔性基底上沉積OMO結(jié)構(gòu)薄膜電極

2、，利用反應(yīng)磁控濺射的方法沉積中間金屬Al層，研究沉積時(shí)間和氧氣流量對(duì)中間金屬層Al在不同氧化物表面生長(zhǎng)時(shí)的表面形貌、光學(xué)性能以及電學(xué)性能的影響，并分析了薄膜光電性能與薄膜微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌等的內(nèi)在聯(lián)系，探索了薄膜的最佳制備條件。
　　本文制備的ITO-Al-ITO結(jié)構(gòu)薄膜電極，底層和項(xiàng)層ITO厚度僅20 nm，薄膜總厚度在50-70 nm之間，薄膜柔韌性有極大改善，通過(guò)FESEM、AFM等測(cè)試方法研究了Al薄膜在ITO表面的生長(zhǎng)過(guò)

3、程發(fā)現(xiàn)，Al在ITO表面以三維顆粒狀方式生長(zhǎng)。對(duì)中間層進(jìn)行微量的氧摻雜后，Al薄膜由三維顆粒狀生長(zhǎng)變?yōu)槎S層狀生長(zhǎng)，當(dāng)氧氣流量為0.4-0.8 sccm時(shí)薄膜具有最佳表面形貌，氧摻雜后ITO-AlOx-ITO薄膜透過(guò)率在短波長(zhǎng)(350-550 nm)范圍上升而長(zhǎng)波長(zhǎng)(550-1000nm)范圍下降，全波長(zhǎng)平均透過(guò)率上升。電學(xué)性能的研究結(jié)果表明，隨著中間層沉積時(shí)間的增加，薄膜的各項(xiàng)電學(xué)性能得到優(yōu)化，氧摻雜后各項(xiàng)電學(xué)性能隨著摻雜量的增加而變

4、差。
　　用ZnO替代ITO，制備出不含In的ZnO/Al/ZnO透明導(dǎo)電薄膜電極，Al在ZnO表面生長(zhǎng)時(shí)，晶粒更為細(xì)小、致密而均勻，中間層沉積時(shí)間30 s時(shí)，薄膜最大透過(guò)率51％，400-1000 nm平均透過(guò)率37％，方阻為20.05Ωsq-1，載流子濃度3.55×1017 cm-3，遷移率為3.82 cm2V-1s-1。進(jìn)行氧摻雜后，ZnO/AlOx/ZnO薄膜透過(guò)率在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍上升而在短波長(zhǎng)范圍下降，平均透過(guò)率上升。當(dāng)氧氣