银嵌入型FTO基透明导电薄膜的制备与性能研究
发布时间：2021-12-10 10:41
透明导电氧化物（TCO）因同时具备透光性和导电性成为了微电子和光电行业重要的基础材料,并被广泛地应用在太阳能电池、发光二极管、液晶显示器、薄膜晶体管和触摸屏等光电设备中。在众多TCO薄膜材料中,掺氟二氧化锡（FTO）薄膜因热、化学稳定性好、机械耐久强、易于刻蚀、无毒无害、价格低廉等优势而备受关注,成为了掺锡氧化铟（ITO）的主要替代品之一。然而原始FTO薄膜的光电性能并不能够满足日益攀高的市场需求。为了提升FTO薄膜的光电性能,本文提出先对市售的FTO薄膜进行激光刻蚀,然后在激光刻蚀过的薄膜表面溅射Ag层并炉内退火,最后在经上述步骤处理的薄膜表面溅射AZO层并进行激光退火。研究了这一工艺对FTO薄膜表面形貌、晶体结构和光电性能的影响,得到了一些有意义的研究结果。1、采用532 nm纳秒脉冲激光在FTO薄膜表面刻蚀网格图案。研究了使用不同离焦量、能量密度和扫描速度的激光对薄膜表面形貌和光电性能的影响。探讨了激光刻蚀FTO薄膜的机理。结果表明,当离焦量为0,能量密度为0.4 J/cm2,扫描速度为10mm/s时,FTO在激光的作用下形成的凹槽质量最佳,粗糙度略大于原始...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SnO2的晶体结构
江苏大学硕士学位论文5示器、太阳能电池等光电器件领域应用广泛。但是In元素作为一种稀土元素，储量不足且具有较强的毒性。因此找到能够代替In2O3的TCO薄膜基体材料异常迫切。图1.2In2O3的晶体结构Fig.1.2CrystalstructureofIn2O31.2.2.3ZnO基薄膜ZnO基TCO薄膜便是In2O3基TCO薄膜的替代品之一。一方面，Zn元素在地壳中的储量水平（132ppm）远远超过In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基体无毒，对人身体的危害微乎其微。世界范围内提出绿色环保可持续的理念后，科学家们对ZnO基TCO薄膜的研究也是越来越多。ZnO的晶体结构由两个Zn原子和两个O原子构成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反极性影响，ZnO基TCO薄膜的晶体结构主要有两种：立方闪锌矿结构（图1.3(a)）和六方密排纤锌矿结构（图1.3(b)）。其晶格常数为a=0.32426，c=0.51948，禁带宽度为3.1~3.6eV，折射率约为1.85~1.9，电阻率约为101~104Ωcm。本征ZnO晶体的空位由Zn和O的配比偏差产生。图1.3ZnO的晶体结构:(a)立方闪锌矿结构;(b)六方密排纤锌矿结构Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的电学性能与SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以对其进行掺杂是提升其性能的重要手段。目前常用于对ZnO基TCO薄膜进行掺杂的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素来掺杂得到的ZnO基TCO薄膜
江苏大学硕士学位论文5示器、太阳能电池等光电器件领域应用广泛。但是In元素作为一种稀土元素，储量不足且具有较强的毒性。因此找到能够代替In2O3的TCO薄膜基体材料异常迫切。图1.2In2O3的晶体结构Fig.1.2CrystalstructureofIn2O31.2.2.3ZnO基薄膜ZnO基TCO薄膜便是In2O3基TCO薄膜的替代品之一。一方面，Zn元素在地壳中的储量水平（132ppm）远远超过In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基体无毒，对人身体的危害微乎其微。世界范围内提出绿色环保可持续的理念后，科学家们对ZnO基TCO薄膜的研究也是越来越多。ZnO的晶体结构由两个Zn原子和两个O原子构成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反极性影响，ZnO基TCO薄膜的晶体结构主要有两种：立方闪锌矿结构（图1.3(a)）和六方密排纤锌矿结构（图1.3(b)）。其晶格常数为a=0.32426，c=0.51948，禁带宽度为3.1~3.6eV，折射率约为1.85~1.9，电阻率约为101~104Ωcm。本征ZnO晶体的空位由Zn和O的配比偏差产生。图1.3ZnO的晶体结构:(a)立方闪锌矿结构;(b)六方密排纤锌矿结构Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的电学性能与SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以对其进行掺杂是提升其性能的重要手段。目前常用于对ZnO基TCO薄膜进行掺杂的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素来掺杂得到的ZnO基TCO薄膜
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光伏产业技术分析报告[J]. 王阳. 高科技与产业化. 2019(07)
[2]激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响[J]. 黄立静,任乃飞,李保家,周明. 物理学报. 2015(03)
[3]激光刻蚀ITO薄膜工艺研究[J]. 陈记寿,徐爱忠,刘丹. 武汉理工大学学报. 2010(22)
[4]真空退火时间对ZAO薄膜的结构与性能的影响[J]. 江民红,刘心宇,成钧,周秀娟,李海麒. 半导体光电. 2009(03)
[5]化学刻蚀法在PVC/CaCO3复合材料显微结构研究中的应用[J]. 张佩聪,倪师军,常嗣和,邓苗. 成都理工大学学报(自然科学版). 2006(04)
[6]退火处理对氧化锌透明导电膜的结构及电学特性的影响[J]. 马瑾,计峰,李淑英,马洪磊. 半导体学报. 1998(06)
博士论文
[1]FTO透明导电薄膜表面处理及其复合膜的研究[D]. 李保家.江苏大学 2012
硕士论文
[1]掺氟二氧化锡基薄膜激光表面处理及其光电性能优化研究[D]. 祖伟.江苏大学 2017
本文编号：3532462
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SnO2的晶体结构
江苏大学硕士学位论文5示器、太阳能电池等光电器件领域应用广泛。但是In元素作为一种稀土元素，储量不足且具有较强的毒性。因此找到能够代替In2O3的TCO薄膜基体材料异常迫切。图1.2In2O3的晶体结构Fig.1.2CrystalstructureofIn2O31.2.2.3ZnO基薄膜ZnO基TCO薄膜便是In2O3基TCO薄膜的替代品之一。一方面，Zn元素在地壳中的储量水平（132ppm）远远超过In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基体无毒，对人身体的危害微乎其微。世界范围内提出绿色环保可持续的理念后，科学家们对ZnO基TCO薄膜的研究也是越来越多。ZnO的晶体结构由两个Zn原子和两个O原子构成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反极性影响，ZnO基TCO薄膜的晶体结构主要有两种：立方闪锌矿结构（图1.3(a)）和六方密排纤锌矿结构（图1.3(b)）。其晶格常数为a=0.32426，c=0.51948，禁带宽度为3.1~3.6eV，折射率约为1.85~1.9，电阻率约为101~104Ωcm。本征ZnO晶体的空位由Zn和O的配比偏差产生。图1.3ZnO的晶体结构:(a)立方闪锌矿结构;(b)六方密排纤锌矿结构Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的电学性能与SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以对其进行掺杂是提升其性能的重要手段。目前常用于对ZnO基TCO薄膜进行掺杂的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素来掺杂得到的ZnO基TCO薄膜
江苏大学硕士学位论文5示器、太阳能电池等光电器件领域应用广泛。但是In元素作为一种稀土元素，储量不足且具有较强的毒性。因此找到能够代替In2O3的TCO薄膜基体材料异常迫切。图1.2In2O3的晶体结构Fig.1.2CrystalstructureofIn2O31.2.2.3ZnO基薄膜ZnO基TCO薄膜便是In2O3基TCO薄膜的替代品之一。一方面，Zn元素在地壳中的储量水平（132ppm）远远超过In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基体无毒，对人身体的危害微乎其微。世界范围内提出绿色环保可持续的理念后，科学家们对ZnO基TCO薄膜的研究也是越来越多。ZnO的晶体结构由两个Zn原子和两个O原子构成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反极性影响，ZnO基TCO薄膜的晶体结构主要有两种：立方闪锌矿结构（图1.3(a)）和六方密排纤锌矿结构（图1.3(b)）。其晶格常数为a=0.32426，c=0.51948，禁带宽度为3.1~3.6eV，折射率约为1.85~1.9，电阻率约为101~104Ωcm。本征ZnO晶体的空位由Zn和O的配比偏差产生。图1.3ZnO的晶体结构:(a)立方闪锌矿结构;(b)六方密排纤锌矿结构Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的电学性能与SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以对其进行掺杂是提升其性能的重要手段。目前常用于对ZnO基TCO薄膜进行掺杂的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素来掺杂得到的ZnO基TCO薄膜
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光伏产业技术分析报告[J]. 王阳. 高科技与产业化. 2019(07)
[2]激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响[J]. 黄立静,任乃飞,李保家,周明. 物理学报. 2015(03)
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[5]化学刻蚀法在PVC/CaCO3复合材料显微结构研究中的应用[J]. 张佩聪,倪师军,常嗣和,邓苗. 成都理工大学学报(自然科学版). 2006(04)
[6]退火处理对氧化锌透明导电膜的结构及电学特性的影响[J]. 马瑾,计峰,李淑英,马洪磊. 半导体学报. 1998(06)
博士论文
[1]FTO透明导电薄膜表面处理及其复合膜的研究[D]. 李保家.江苏大学 2012
硕士论文
[1]掺氟二氧化锡基薄膜激光表面处理及其光电性能优化研究[D]. 祖伟.江苏大学 2017
本文编号：3532462
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