透明导电氧化物(TCO)薄膜作为半导体材料中的一种特殊形态,在诸如太阳能电池、液晶显示器、触控面板、气敏传感器、发光二极管等当代科学技术的各个领域得到了广泛的应用。作为一种常见的TCO薄膜,掺氟二氧化锡(FTO)薄膜具有可见光区透光率高、导电性好、化学性质稳定、室温下抗酸碱性强、激光刻蚀容易、可大面积制备且成本相对较低等诸多优点,已逐渐成为掺锡氧化铟(ITO)薄膜的替代用品而被广泛开发利用。然而,传统制膜工艺制备的单层FTO薄膜,其光电性能仍不能满足迅速发展的光电器件的应用需求。基于此,本文以FTO透明导电薄膜为对象,实现了基于金属层复合的双层/多层透明导电薄膜的优化制备,着重研究了炉内退火、炉内/激光双重退火、磁场辅助激光退火、激光织构化处理、炉内逐层退火等方法对薄膜表面形貌、结构和光电性能的影响,并获得了一些有意义的结果。1、采用炉内退火方法对Ag/FTO薄膜进行处理,考察了Ag层厚度、退火时间和氮气流量对薄膜表面形貌、结构和光电性能的影响,探讨了Ag层转变为Ag纳米粒子(AgNPs)的最佳条件和AgNPs大小、形貌对薄膜光电性能的影响。实验结果显示,Ag层厚度为5 nm、退火温度为450℃、氮气流量为10sccm、退火时间为20min时,Ag/FTO薄膜表面形成了大小均匀、外形圆整、尺寸约为70nm、密集分布的AgNPs,此时得到的AgNPs/FTO薄膜的综合光电性能最佳,品质因子为1.39×10-2 Ω-1,高于原始FTO薄膜。2、采用炉内/激光双重退火方法对Ag/FTO薄膜进行处理,研究了激光能量密度和扫描速度对薄膜表面形貌、结构和光电性能的影响,并与单纯的炉内退火和单纯的激光退火进行了比较。结果表明,炉内退火可使Ag层先转变为尺寸较小的AgNPs,而随后的激光退火又使得AgNPs发生重熔并与底层SnO2颗粒形成连续重聚层,因此薄膜的光电性能尤其是导电性得到了进一步提高。实验结果显示,当激光能量密度和扫描速度分别为0.9 J/cm2和10 mm/s时,炉内/激光双重退火处理获得的Ag/FTO薄膜具有最佳综合光电性能,品质因子为1.71×10-2Ω-1。3、采用磁场辅助激光退火方法对Ni/FTO薄膜进行处理,研究了激光能量密度、磁场的存在以及磁场方向对薄膜表面形貌、结构和光电性能的影响。结果表明,磁场辅助激光退火时的最佳激光能量密度为0.9 J/cm2。与激光退火相比,磁场辅助激光退火后薄膜中晶粒的尺寸更大,因此薄膜透光率的提高更为显著。采用垂直磁场辅助激光退火后,薄膜表面形成由稀疏分布和聚集颗粒组成的不连续Ni层,使得薄膜的导电性低于激光退火；而采用横向磁场辅助激光退火后,薄膜表面的Ni层变得连续且致密,此时薄膜的综合光电性能最佳,品质因子达到2.27×10-2Ω-1。4、采用激光诱导织构化方法对不同的金属/FTO(M/FTO)薄膜进行处理,探讨了激光能量密度对薄膜表面绒面结构形成和光电性能的影响,对比研究了激光诱导织构化对金属层材料的选择性以及炉内预退火辅助激光织构化处理实现薄膜光电性能优化的可行性。结果表明,激光辐照可在Pt/FTO、Ag/FTO和Cu/FTO薄膜表面同时实现光栅结构制备和激光退火,而AUFTO薄膜表面只受到激光退火作用,未能形成激光诱导光栅结构。Pt/FTO薄膜表面激光诱导光栅结构形成的最佳条件为离焦量2.5mm、激光能量密度1.05 J/cm2,此时薄膜的透光性和导电性均得到最大程度的优化。炉内退火与激光诱导织构化相结合可更大程度改善M/FTO薄膜的导电性。实验结果显示,激光诱导光栅织构化的预退火Ag/FTO薄膜具有最佳综合光电性能,品质因子达到2.16×10-2 Ω2-1。5、采用炉内逐层退火方法对不同的AZO/M/FTO薄膜进行处理,并与一步退火方法进行了对比,研究了退火温度和AZO层厚度对薄膜表面形貌、结构和光电性能的影响。结果表明,逐层退火比一步退火更有利于薄膜透光率和导电性的提高。在400℃下逐层退火得到的AZO/Pt/FTO薄膜可获得3.64×10-2 Ω-1的最佳品质因子。当AZO层厚度为500 nm时,逐层退火后得到的AZO/AgNPs/FTO薄膜表面形成了较连续的AZO层,此薄膜具有最佳综合光电性能,品质因子为2.97×10-2Ω-1。