銀嵌入型FTO基透明導(dǎo)電薄膜的制備與性能研究
發(fā)布時間：2021-12-10 10:41
透明導(dǎo)電氧化物（TCO）因同時具備透光性和導(dǎo)電性成為了微電子和光電行業(yè)重要的基礎(chǔ)材料,并被廣泛地應(yīng)用在太陽能電池、發(fā)光二極管、液晶顯示器、薄膜晶體管和觸摸屏等光電設(shè)備中。在眾多TCO薄膜材料中,摻氟二氧化錫（FTO）薄膜因熱、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械耐久強(qiáng)、易于刻蝕、無毒無害、價格低廉等優(yōu)勢而備受關(guān)注,成為了摻錫氧化銦（ITO）的主要替代品之一。然而原始FTO薄膜的光電性能并不能夠滿足日益攀高的市場需求。為了提升FTO薄膜的光電性能,本文提出先對市售的FTO薄膜進(jìn)行激光刻蝕,然后在激光刻蝕過的薄膜表面濺射Ag層并爐內(nèi)退火,最后在經(jīng)上述步驟處理的薄膜表面濺射AZO層并進(jìn)行激光退火。研究了這一工藝對FTO薄膜表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和光電性能的影響,得到了一些有意義的研究結(jié)果。1、采用532 nm納秒脈沖激光在FTO薄膜表面刻蝕網(wǎng)格圖案。研究了使用不同離焦量、能量密度和掃描速度的激光對薄膜表面形貌和光電性能的影響。探討了激光刻蝕FTO薄膜的機(jī)理。結(jié)果表明,當(dāng)離焦量為0,能量密度為0.4 J/cm2,掃描速度為10mm/s時,FTO在激光的作用下形成的凹槽質(zhì)量最佳,粗糙度略大于原始...
【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
SnO2的晶體結(jié)構(gòu)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5示器、太陽能電池等光電器件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是In元素作為一種稀土元素，儲量不足且具有較強(qiáng)的毒性。因此找到能夠代替In2O3的TCO薄膜基體材料異常迫切。圖1.2In2O3的晶體結(jié)構(gòu)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元素在地殼中的儲量水平（132ppm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基體無毒，對人身體的危害微乎其微。世界范圍內(nèi)提出綠色環(huán)�？沙掷m(xù)的理念后，科學(xué)家們對ZnO基TCO薄膜的研究也是越來越多。ZnO的晶體結(jié)構(gòu)由兩個Zn原子和兩個O原子構(gòu)成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反極性影響，ZnO基TCO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)主要有兩種：立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(a)）和六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(b)）。其晶格常數(shù)為a=0.32426，c=0.51948，禁帶寬度為3.1~3.6eV，折射率約為1.85~1.9，電阻率約為101~104Ωcm。本征ZnO晶體的空位由Zn和O的配比偏差產(chǎn)生。圖1.3ZnO的晶體結(jié)構(gòu):(a)立方閃鋅礦結(jié)構(gòu);(b)六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的電學(xué)性能與SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以對其進(jìn)行摻雜是提升其性能的重要手段。目前常用于對ZnO基TCO薄膜進(jìn)行摻雜的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素來摻雜得到的ZnO基TCO薄膜
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5示器、太陽能電池等光電器件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是In元素作為一種稀土元素，儲量不足且具有較強(qiáng)的毒性。因此找到能夠代替In2O3的TCO薄膜基體材料異常迫切。圖1.2In2O3的晶體結(jié)構(gòu)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元素在地殼中的儲量水平（132ppm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基體無毒，對人身體的危害微乎其微。世界范圍內(nèi)提出綠色環(huán)�？沙掷m(xù)的理念后，科學(xué)家們對ZnO基TCO薄膜的研究也是越來越多。ZnO的晶體結(jié)構(gòu)由兩個Zn原子和兩個O原子構(gòu)成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反極性影響，ZnO基TCO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)主要有兩種：立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(a)）和六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(b)）。其晶格常數(shù)為a=0.32426，c=0.51948，禁帶寬度為3.1~3.6eV，折射率約為1.85~1.9，電阻率約為101~104Ωcm。本征ZnO晶體的空位由Zn和O的配比偏差產(chǎn)生。圖1.3ZnO的晶體結(jié)構(gòu):(a)立方閃鋅礦結(jié)構(gòu);(b)六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的電學(xué)性能與SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以對其進(jìn)行摻雜是提升其性能的重要手段。目前常用于對ZnO基TCO薄膜進(jìn)行摻雜的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素來摻雜得到的ZnO基TCO薄膜
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)分析報告[J]. 王陽. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2019(07)
[2]激光輻照對熱退火金屬/摻氟二氧化錫透明導(dǎo)電薄膜光電性能的影響[J]. 黃立靜,任乃飛,李保家,周明. 物理學(xué)報. 2015(03)
[3]激光刻蝕ITO薄膜工藝研究[J]. 陳記壽,徐愛忠,劉丹. 武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2010(22)
[4]真空退火時間對ZAO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 江民紅,劉心宇,成鈞,周秀娟,李海麒. 半導(dǎo)體光電. 2009(03)
[5]化學(xué)刻蝕法在PVC/CaCO3復(fù)合材料顯微結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用[J]. 張佩聰,倪師軍,常嗣和,鄧苗. 成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(04)
[6]退火處理對氧化鋅透明導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)及電學(xué)特性的影響[J]. 馬瑾,計峰,李淑英,馬洪磊. 半導(dǎo)體學(xué)報. 1998(06)
博士論文
[1]FTO透明導(dǎo)電薄膜表面處理及其復(fù)合膜的研究[D]. 李保家.江蘇大學(xué) 2012
碩士論文
[1]摻氟二氧化錫基薄膜激光表面處理及其光電性能優(yōu)化研究[D]. 祖?zhèn)?江蘇大學(xué) 2017
本文編號：3532462
【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
SnO2的晶體結(jié)構(gòu)
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5示器、太陽能電池等光電器件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是In元素作為一種稀土元素，儲量不足且具有較強(qiáng)的毒性。因此找到能夠代替In2O3的TCO薄膜基體材料異常迫切。圖1.2In2O3的晶體結(jié)構(gòu)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元素在地殼中的儲量水平（132ppm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基體無毒，對人身體的危害微乎其微。世界范圍內(nèi)提出綠色環(huán)�？沙掷m(xù)的理念后，科學(xué)家們對ZnO基TCO薄膜的研究也是越來越多。ZnO的晶體結(jié)構(gòu)由兩個Zn原子和兩個O原子構(gòu)成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反極性影響，ZnO基TCO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)主要有兩種：立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(a)）和六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(b)）。其晶格常數(shù)為a=0.32426，c=0.51948，禁帶寬度為3.1~3.6eV，折射率約為1.85~1.9，電阻率約為101~104Ωcm。本征ZnO晶體的空位由Zn和O的配比偏差產(chǎn)生。圖1.3ZnO的晶體結(jié)構(gòu):(a)立方閃鋅礦結(jié)構(gòu);(b)六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的電學(xué)性能與SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以對其進(jìn)行摻雜是提升其性能的重要手段。目前常用于對ZnO基TCO薄膜進(jìn)行摻雜的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素來摻雜得到的ZnO基TCO薄膜
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5示器、太陽能電池等光電器件領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是In元素作為一種稀土元素，儲量不足且具有較強(qiáng)的毒性。因此找到能夠代替In2O3的TCO薄膜基體材料異常迫切。圖1.2In2O3的晶體結(jié)構(gòu)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元素在地殼中的儲量水平（132ppm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過In元素（0.1ppm）；另一方面，ZnO基體無毒，對人身體的危害微乎其微。世界范圍內(nèi)提出綠色環(huán)�？沙掷m(xù)的理念后，科學(xué)家們對ZnO基TCO薄膜的研究也是越來越多。ZnO的晶體結(jié)構(gòu)由兩個Zn原子和兩個O原子構(gòu)成，受到Zn原子和O原子所在晶面的相反極性影響，ZnO基TCO薄膜的晶體結(jié)構(gòu)主要有兩種：立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(a)）和六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)（圖1.3(b)）。其晶格常數(shù)為a=0.32426，c=0.51948，禁帶寬度為3.1~3.6eV，折射率約為1.85~1.9，電阻率約為101~104Ωcm。本征ZnO晶體的空位由Zn和O的配比偏差產(chǎn)生。圖1.3ZnO的晶體結(jié)構(gòu):(a)立方閃鋅礦結(jié)構(gòu);(b)六方密排纖鋅礦結(jié)構(gòu)Fig.1.3CrystalstructureofZnO:(a)cubicsphaleritestructure;(b)hexagonaldensewurtzitestructure由于本征ZnO基TCO薄膜的電學(xué)性能與SnO2基薄膜和In2O3基薄膜相比并不理想，所以對其進(jìn)行摻雜是提升其性能的重要手段。目前常用于對ZnO基TCO薄膜進(jìn)行摻雜的元素有Al、B、In、F、Sn等。使用Al元素來摻雜得到的ZnO基TCO薄膜
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]激光刻蝕ITO薄膜工藝研究[J]. 陳記壽,徐愛忠,劉丹. 武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2010(22)
[4]真空退火時間對ZAO薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 江民紅,劉心宇,成鈞,周秀娟,李海麒. 半導(dǎo)體光電. 2009(03)
[5]化學(xué)刻蝕法在PVC/CaCO3復(fù)合材料顯微結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用[J]. 張佩聰,倪師軍,常嗣和,鄧苗. 成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(04)
[6]退火處理對氧化鋅透明導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)及電學(xué)特性的影響[J]. 馬瑾,計峰,李淑英,馬洪磊. 半導(dǎo)體學(xué)報. 1998(06)
博士論文
[1]FTO透明導(dǎo)電薄膜表面處理及其復(fù)合膜的研究[D]. 李保家.江蘇大學(xué) 2012
碩士論文
[1]摻氟二氧化錫基薄膜激光表面處理及其光電性能優(yōu)化研究[D]. 祖?zhèn)?江蘇大學(xué) 2017
本文編號：3532462
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