论文部分内容阅读
透明导电薄膜具有透光率高,导电性好,硬度高,红外热反射性高等优点,广泛应用于液晶显示器、太阳能电池、透明电极等光电器件中,其中应用最广泛的是锡掺杂铟氧化物(ITO)薄膜。但由于铟为稀有元素,在自然界中贮存少,价格高,而且由于其有毒,从环保的角度看ITO薄膜的应用受到限制。因此,迫切需要开发可以代替ITO薄膜的其它透明导电薄膜。本文采用超声喷雾热解法制备锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(ZAO),并结合各种测试手段对其结构与性能进行表征与分析。
(1)利用XRD、SEM、UV-Vis、傅里叶红外光谱等对不同厚度以及不同掺杂浓度的ATO薄膜进行分析,深入探讨了厚度以及掺杂浓度时对薄膜的微观结构、光学性能以及电学性能的影响,研究表明:薄膜的厚度与浓度对于薄膜性能的影响呈现一定的规律,当薄膜厚度为500nm,掺杂浓度为11%时,薄膜为(101)择优取向的四方金红石结构,膜层均匀、连续,无可察觉的孔洞存在,薄膜的平均可见光透过率大于70%,平均红外热反射率大于60%,电学性能最优,电阻率为1.59×10-5Ω·m,能够达到较好的隔热保温的目的,具有较好的节能效果。
(2)深入探讨了不同薄膜厚度对ZAO薄膜的微观结构、光学性能以及电学性能的影响,研究表明:当薄膜厚度为990nm时,薄膜结晶性能较好,膜层均匀、连续,薄膜的平均可见光透过率大于80%,电阻率为1.4×10-2Ω·cm。
(3)本文对于外墙瓷砖衬底的ATO薄膜的制备进行了深入探讨,主要探索了薄膜厚度以及衬底温度对于陶瓷衬底ATO薄膜的性能影响。研究表明:当外墙瓷砖衬底表面温度较低时,薄膜表面碳化严重,电阻较大,当外墙瓷砖衬底温度达到320℃时,薄膜表面透明无杂物,此时红外热反射率平均大于60%,电阻为20-30Ω,能够达到较好的节能效果.
本工作表明用喷雾热分解法可以有效的实现在SnO2中掺杂Sb,Al掺杂ZnO并制备出光电性能优良的低辐射薄膜。本文提出通过薄膜厚度、掺杂浓度、衬底温度等多种工艺参数来理解对成膜过程中的影响,从而可实现更深层次地、更有代表性地掌握制备条件与材料特性的关系或变化规律,对制备其它高质量的薄膜和工业化生产都具有一定的理论指导意义。