Cu 2 O/ZnO/ITO异质结薄膜制备及光电性能研究
发布时间：2022-02-14 18:45
Cu2O/Zn O/ITO多层薄膜及光伏器件的研究,其出发点在于Cu2O与ITO中加入Zn O层,其导带与价带刚好处于Cu2O与ITO导带与价带之间,有利于光生载流子电子-空穴的分离,降低器件的暗电流,提高器件的光电性能。主要研究内容包括:首先,本文对Cu2O薄膜的生长进行了了优化,采用磁控溅射的方式,以石英玻璃为衬底,通过固定其他参数作为对照,分别改变溅射方式、氧氩比、溅射气压及溅射功率制备出薄膜样品。然后对薄膜进行X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）,原子力扫描（AFM）、紫外可见光谱仪以及霍尔效应的表征对其结构、光学和电学性能进行研究,通过对其性能的对比研究,并综合考虑后寻找出性能较优的的参数进行工作层的生长。Cu2O的较佳溅射工艺条件和工艺参数是:直流溅射的方式、氧氩比6:40、溅射气压1.5 Pa、溅射功率为70 W。接着,研究Zn O厚度对Cu2O/Zn O/ITO薄膜的影响,发现在ITO生长Cu2O时,发现I...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-14个晶胞和1个晶胞Cu2O的晶体结构图
图 1-2 Cu2O/ZnO 的 C-V 和 I-T 曲线[34](a) C-V 曲线 (b) I-T 曲线1.4 国内外文献综述的简析国内外对于采用磁控溅射在 PET 上生长 ITO 薄膜的生长技术已经很成熟，无论是在采用直流，射频溅射生长还是在 ITO 靶材的选取。A. M. Bazargan1 等人所制备的 ITO/PET 电极表现出欧姆行为，薄层电阻为 1.16 Ω sq-1。同时 ITO/PET 电极在 600 nm 的波长处透过率高达 91％，其带隙宽度为 3.83 eV。而且夏岩平等人采用磁控溅射射的方法直接在 ITO/(PET) 衬底上生长 ZnO 薄膜。所生长的 ZnO 薄膜表现出了 c 轴择优生长沿着(0002)方向。并且 ZnO 薄膜的 XRD 衍射峰的 FWHM和增长尺寸随着氧氩比而发生变化在 O2:Ar=20:30 时达到最大值，并且 ZnO 的透过率在可见光区域也达到了 80%左右。但是仍然存在的问题是：PET 作为衬底存在着致命的弱点即不耐高温及薄膜在衬底上的附着性差，所以采用磁控溅射在PE上生长 ITO 薄膜还有进一步提升的空间。对于 Cu2O-ZnO 紫外探测器更多是在 ZnO 纳米线阵列上生长 Cu2O 制备的光
成高密度等离子体的异常辉光放电中，正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效，同时受正交电磁场的束缚的电子只能在其能量将要耗尽时才能沉积在基片上。这就是磁控溅射具有“低温”、“高速”两大特点的机理。图 2-1 为磁控溅射的原理图和设备图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO/Cu2O异质结纳米阵列制备及光催化性能[J]. 何祖明,夏咏梅,唐斌,江兴方,黄正逸. 发光学报. 2017(07)
[2]PET衬底上ITO薄膜的制备及光电性能[J]. 杨坤,胡志强,徐书林,王海权,于洋,刘贵山,姜妍彦,张海涛. 材料工程. 2014(03)
[3]PET基片上射频磁控溅射不同厚度ITO薄膜的光电学特性[J]. 郑卫峰,林丽梅,吕佩伟,盖荣权,赖发春. 福建师范大学学报(自然科学版). 2013(01)
[4]溅射气压对ZnO薄膜生长、发光性能和结构的影响[J]. 朱冠芳,闫明宝,姚合宝,高鹏鹏. 空军工程大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]工艺条件对柔性衬底ITO薄膜光电性能的影响[J]. 辛荣生,林钰,贾晓林. 电子元件与材料. 2009(06)
[6]PET柔性衬底上低温沉积ITO薄膜性能的研究[J]. 曹丽冉,陈新亮,薛俊明,倪牮,赵鹏,张德坤,孙建,赵颖,耿新华. 光电子.激光. 2009(05)
[7]柔性衬底ITO薄膜的制备及其光电性能研究[J]. 郝雷,刁训刚,胡小草,张鲁豫,郝维昌,王天民. 真空科学与技术学报. 2008(03)
[8]制备工艺条件对HfO2薄膜结构和性能的影响[J]. 刘伟,苏小平,张树玉,郝鹏,王宏斌,刘嘉禾. 真空科学与技术学报. 2008(02)
硕士论文
[1]铜、锌氧化物基阻变存储器制备及性能研究[D]. 倪世明.哈尔滨工业大学 2015
[2]铜氧化物薄膜制备与性能研究[D]. 郭存亚.哈尔滨工业大学 2014
[3](Mg)ZnO基MIS异质结紫外光发射器件的制备与电致发光特性研究[D]. 侯帅.东北师范大学 2014
[4]Cu2O及Cu2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究[D]. 杨美佳.浙江大学 2013
本文编号：3625074
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-14个晶胞和1个晶胞Cu2O的晶体结构图
图 1-2 Cu2O/ZnO 的 C-V 和 I-T 曲线[34](a) C-V 曲线 (b) I-T 曲线1.4 国内外文献综述的简析国内外对于采用磁控溅射在 PET 上生长 ITO 薄膜的生长技术已经很成熟，无论是在采用直流，射频溅射生长还是在 ITO 靶材的选取。A. M. Bazargan1 等人所制备的 ITO/PET 电极表现出欧姆行为，薄层电阻为 1.16 Ω sq-1。同时 ITO/PET 电极在 600 nm 的波长处透过率高达 91％，其带隙宽度为 3.83 eV。而且夏岩平等人采用磁控溅射射的方法直接在 ITO/(PET) 衬底上生长 ZnO 薄膜。所生长的 ZnO 薄膜表现出了 c 轴择优生长沿着(0002)方向。并且 ZnO 薄膜的 XRD 衍射峰的 FWHM和增长尺寸随着氧氩比而发生变化在 O2:Ar=20:30 时达到最大值，并且 ZnO 的透过率在可见光区域也达到了 80%左右。但是仍然存在的问题是：PET 作为衬底存在着致命的弱点即不耐高温及薄膜在衬底上的附着性差，所以采用磁控溅射在PE上生长 ITO 薄膜还有进一步提升的空间。对于 Cu2O-ZnO 紫外探测器更多是在 ZnO 纳米线阵列上生长 Cu2O 制备的光
成高密度等离子体的异常辉光放电中，正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效，同时受正交电磁场的束缚的电子只能在其能量将要耗尽时才能沉积在基片上。这就是磁控溅射具有“低温”、“高速”两大特点的机理。图 2-1 为磁控溅射的原理图和设备图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO/Cu2O异质结纳米阵列制备及光催化性能[J]. 何祖明,夏咏梅,唐斌,江兴方,黄正逸. 发光学报. 2017(07)
[2]PET衬底上ITO薄膜的制备及光电性能[J]. 杨坤,胡志强,徐书林,王海权,于洋,刘贵山,姜妍彦,张海涛. 材料工程. 2014(03)
[3]PET基片上射频磁控溅射不同厚度ITO薄膜的光电学特性[J]. 郑卫峰,林丽梅,吕佩伟,盖荣权,赖发春. 福建师范大学学报(自然科学版). 2013(01)
[4]溅射气压对ZnO薄膜生长、发光性能和结构的影响[J]. 朱冠芳,闫明宝,姚合宝,高鹏鹏. 空军工程大学学报(自然科学版). 2009(06)
[5]工艺条件对柔性衬底ITO薄膜光电性能的影响[J]. 辛荣生,林钰,贾晓林. 电子元件与材料. 2009(06)
[6]PET柔性衬底上低温沉积ITO薄膜性能的研究[J]. 曹丽冉,陈新亮,薛俊明,倪牮,赵鹏,张德坤,孙建,赵颖,耿新华. 光电子.激光. 2009(05)
[7]柔性衬底ITO薄膜的制备及其光电性能研究[J]. 郝雷,刁训刚,胡小草,张鲁豫,郝维昌,王天民. 真空科学与技术学报. 2008(03)
[8]制备工艺条件对HfO2薄膜结构和性能的影响[J]. 刘伟,苏小平,张树玉,郝鹏,王宏斌,刘嘉禾. 真空科学与技术学报. 2008(02)
硕士论文
[1]铜、锌氧化物基阻变存储器制备及性能研究[D]. 倪世明.哈尔滨工业大学 2015
[2]铜氧化物薄膜制备与性能研究[D]. 郭存亚.哈尔滨工业大学 2014
[3](Mg)ZnO基MIS异质结紫外光发射器件的制备与电致发光特性研究[D]. 侯帅.东北师范大学 2014
[4]Cu2O及Cu2O-ZnO基半导体异质结的制备与性能研究[D]. 杨美佳.浙江大学 2013
本文编号：3625074
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3625074.html
