本文關鍵詞：PVD法制備DSSC電池導電薄膜及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著科技的發(fā)展,導電薄膜制備的質量越來越高,其中銦錫氧化物(Tin-doped indium oxide,簡稱ITO)薄膜由于具有對可見光高的透射率(90%),對紅外光反射系數高和本身電阻值低、對各類基底附著力強,耐磨性和化學穩(wěn)定性優(yōu)良等得到研究學者的廣泛關注,并且廣泛應用于各種平板顯示器、有機發(fā)光二級管(OLED),觸摸屏面板,汽車擋風玻璃、太陽能電池、電磁干擾屏蔽等諸多領域。為了滿足DSSC太陽能電池光陽極的需要,制備出既具備低電阻性又具有耐熱性能的導電薄膜是本論文研究的重點。本實驗采用脈沖磁控濺射法在FTO玻璃基底上制備了氧化銦錫(ITO)透明導電膜。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)對ITO導電膜的顯微結構及表面形貌特征進行表征,通過數字式四探針分析儀和紫外—可見分光光度計分析了濺射時間和基底溫度等工藝條件對ITO導電膜的導電性和透光性等性能的影響。結果表明:制備的ITO/FTO復合導電膜在可見光區(qū)的透光性方面較基底FTO導電玻璃有所降低,但其方塊電阻值卻顯著減小。在濺射氣壓1.0 Pa,功率45 W,基片溫度400℃,濺射時間45 min工藝參數下,ITO/FTO復合薄膜的可見光透過率達到最高值70%左右,方塊電阻達到最低值1Ω/□左右(□代表一定薄膜厚度的單位面積)。將得到的ITO/FTO復合導電膜在200℃、300℃、400℃、500℃氮氣及空氣環(huán)境下進行熱處理試驗并對不同溫度不同氣氛處理的薄膜晶體結構形貌、透過率、方阻值進行了分析及對比。又將薄膜在500℃不同氣氛下分別處理1-5次,進行了耐熱性能分析。結果表明:ITO/FTO復合導電膜的結晶度因熱處理溫度的增加而提高,最終對薄膜的透過率以及電導性起到改良作用。與氮氣環(huán)境下熱處理的導電膜方阻相比較空氣環(huán)境下處理的導電膜方阻值明顯偏大,而在300℃處理的復合導電膜的透過率空氣條件下高于氮氣條件�？諝猸h(huán)境中處理后導電膜的方阻與透光性能的綜合效果要高于氮氣環(huán)境下處理的效果。同時不管是在空氣還是氮氣環(huán)境中多次煅燒復合導電薄膜,其都表現出較好的耐熱性能。因此,實驗制備的ITO/FTO復合薄膜既具備了低電阻特性同時也具備了耐熱性能,滿足了作為染料敏化太陽能電池光陽極的需要,達到了預想的目標。
【關鍵詞】：脈沖磁控濺射 ITO/FTO復合薄膜 熱處理 光電性能
【學位授予單位】：大連工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 透明導電薄膜10
• 1.3 透明導電氧化物薄膜簡介10-13
• 1.3.1 氧化錫(SnO_2)導電薄膜10-11
• 1.3.2 SnO_2:F(FTO)導電薄膜11-12
• 1.3.3 Sb：Sn（ATO)導電薄膜12
• 1.3.4 Zn O∶A1(ZAO)導電薄膜12-13
• 第二章 ITO導電薄膜綜述13-23
• 2.1 ITO透明導電薄膜性能13-15
• 2.1.1 ITO薄膜晶體結構13-14
• 2.1.2 ITO薄膜的電學性能14-15
• 2.1.3 ITO薄膜的光學性能15
• 2.2 ITO透明導電薄膜制備方法15-21
• 2.2.1 磁控濺射法16-17
• 2.2.2 脈沖激光沉積法17
• 2.2.3 化學氣相沉積法17-18
• 2.2.4 溶膠—凝膠法18-19
• 2.2.5 噴霧熱解法19-20
• 2.2.6 真空蒸發(fā)法20
• 2.2.7 離子束鍍膜法20-21
• 2.3 ITO薄膜研究現狀及應用21
• 2.4 課題研究內容21-23
• 第三章 實驗部分23-27
• 3.1 實驗藥品儀器23-24
• 3.2 脈沖磁控濺射系統(tǒng)24
• 3.3 薄膜基片的清洗24-25
• 3.4 ITO/FTO復合薄膜的制備25
• 3.5 薄膜性能分析測試方法25-27
• 3.5.1 X射線衍射儀（XRD）分析25-26
• 3.5.2 掃描電子顯微鏡（SEM）分析26
• 3.5.3 數字式四探針分析26
• 3.5.4 UV-Vis分光光度計分析26-27
• 第四章 FTO基底上ITO薄膜的制備及性能研究27-37
• 4.1 引言27
• 4.2 薄膜晶體結構和形貌分析27-29
• 4.2.1 濺射溫度對薄膜晶體結構的影響27-28
• 4.2.2 濺射時間對薄膜晶體結構的影響28-29
• 4.3 薄膜晶體表面形貌分析29-31
• 4.3.1 濺射溫度對薄膜晶體表面形貌的影響29-30
• 4.3.2 濺射時間對薄膜晶體表面形貌的影響30-31
• 4.4 薄膜電性能分析31-32
• 4.4.1 濺射溫度對薄膜方阻的影響31-32
• 4.4.2 濺射時間對薄膜方阻的影響32
• 4.5 薄膜光學性能分析32-34
• 4.5.1 濺射溫度對薄膜透過率的影響32-33
• 4.5.2 濺射時間對薄膜透過率的影響33-34
• 4.6 薄膜耐熱性能分析34-35
• 4.7 應用于DSSC電池結果分析35-37
• 第五章 空氣、氮氣氣氛下對ITO/FTO薄膜熱處理研究37-49
• 5.1 引言37
• 5.2 熱處理溫度對薄膜晶體結構影響分析37-39
• 5.3 熱處理溫度對薄膜晶體形貌影響分析39-40
• 5.4 熱處理溫度對薄膜光學性能影響分析40-41
• 5.5 熱處理溫度對薄膜電性能影響分析41-42
• 5.6 空氣、氮氣氣氛下熱處理對薄膜性能影響對比分析42-48
• 5.6.1 不同氣氛下晶體結構分析42-44
• 5.6.2 不同氣氛下薄膜光學性能對比分析44-45
• 5.6.3 不同氣氛下薄膜電學性能對比分析45-47
• 5.6.4 不同氣氛下薄膜品質因數對比分析47-48
• 5.7 熱處理后應用于DSSC電池結果分析48-49
• 第六章 結論49-50
• 參考文獻50-54
• 致謝54-55
• 附錄 作者攻讀碩士期間發(fā)表的論文及成果55

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本文編號：385041