【摘 要】
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透明导电薄膜作为触摸屏、平板显示器和太阳能电池等光电器件的重要组成部分,其制备工艺直接影响到光电器件的成本和效率。与真空蒸镀、溅射等物理方法相比,溶胶凝胶法在制备
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透明导电薄膜作为触摸屏、平板显示器和太阳能电池等光电器件的重要组成部分,其制备工艺直接影响到光电器件的成本和效率。与真空蒸镀、溅射等物理方法相比,溶胶凝胶法在制备透明导电薄膜时,具有操作简单、成本低廉、可大面积制备等优势,吸引了人们越来越多的关注。但是,传统溶胶凝胶法制备透明导电薄膜的过程中,必须经过高温退火处理才能获得良好光电性能,这极大地限制了此方法在柔性光电子领域中的应用。针对这一问题,我们使用自燃烧法与深紫外脉冲激光辐照相结合的方法,有效降低了溶胶凝胶法制备薄膜的温度,在较低(200℃)退火温度下,获得了与商用ITO光电性质相同的IZO透明导电薄膜。主要研究内容如下:1、研究了自燃烧法制备IZO薄膜的过程中退火温度和前驱体溶液In与Zn比例对薄膜的晶体结构和光电性质的影响。获得了IZO薄膜电阻率随薄膜中In和Zn的摩尔比例的变化规律,确定了在In与Zn的优化比例。通过热重-差热分析研究了自燃烧反应过程中IZO薄膜的放热和失重与薄膜的电学性质的关系。2、研究了深紫外激光辐照对自燃烧法制备的IZO薄膜光电性质的影响。我们分别研究了深紫外激光辐照对不同In与Zn比例、不同退火温度处理的IZO薄膜的光电性质的影响,发现紫外激光辐照可有效提高薄膜的导电性,与未经过激光辐照的样品相比,电导率可提高一个量级。同时,还研究了激光辐照能量密度的变化对IZO薄膜结晶性,表面形貌以及光电性质的影响。3、研究了深紫外激光辐照对IZO薄膜的作用机理。我们通过FTIR的测试分析,研究了深紫外脉冲激光辐照所引起的光、热效应对IZO薄膜中的有机杂质与羟基的去除作用。通过对比辐照前后IZO的XPS能谱,分析了深紫外激光辐照后薄膜中金属与氧离子的化学键的变化情况及其对电学性质的影响。利用深紫外激光辐照和自燃烧法相结合的方法,我们在200℃低温退火条件下成功制备出电阻率为4.2×10-3?cm,透过率为91.8%(在550 nm处)的IZO薄膜。表明该方法可有望应用于大面积、柔性光电器件的制备。
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