本文關(guān)鍵詞：低溫制備高電導(dǎo)摻氫AZO透明導(dǎo)電薄膜，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與錫摻雜氧化銦(ITO)相比,摻鋁氧化鋅(AZO)透明導(dǎo)電薄膜有材料無(wú)毒、材料豐富、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為了目前TCO薄膜研究熱點(diǎn)。然而低溫下制備的AZO薄膜的電阻率還沒(méi)有達(dá)到ITO的水平,因此降低AZO薄膜的電阻率是一個(gè)重要的研究課題。最近有學(xué)者指出摻雜H可以改變AZO薄膜的光電性質(zhì),所以本論文主要圍繞提高摻氫AZO薄膜性能來(lái)進(jìn)行。一、AZO薄膜沉積參數(shù)的優(yōu)化。我們實(shí)驗(yàn)室之前沒(méi)有用陶瓷靶、直流磁控濺射方法制備ZnO的研究,因此我們先不摻雜氫氣,通過(guò)改變?yōu)R射功率、摻雜氧氣、濺射時(shí)間、濺射壓強(qiáng)、襯底溫度來(lái)尋找最優(yōu)參數(shù)。1)濺射功率對(duì)AZO薄膜性能的影響。隨著濺射功率的增加(100-230W),AZO薄膜的電阻率減小,最小為5×10~(-3)Ω.cm;在可見(jiàn)光區(qū)的透射率最大為91%;AZO薄膜的擇優(yōu)取向由(002)面轉(zhuǎn)向(103)面;AZO薄膜的表面晶粒增大,晶界減小。2)摻雜氧氣對(duì)AZO薄膜的影響。在濺射過(guò)程中通入0.2sccm氧氣,AZO薄膜的電阻率由7.6×10~(-3)Ω.cm減小到5×10~(-3)Ω.cm;薄膜的透射率有輕微的增加。3)濺射時(shí)間對(duì)AZO薄膜性能的影響。隨著沉積時(shí)間的增多(10-20min),AZO薄膜的電阻率先減小后增大,濺射時(shí)間15min時(shí),薄膜的電阻率最低為4.18×10~(-3)Ω.cm;薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的透射率為93%;薄膜厚度變厚,薄膜的表面晶粒變大,致密性更好。4)濺射壓強(qiáng)對(duì)AZO薄膜的影響。隨著壓強(qiáng)的增加(0.4-0.6Pa),AZO薄膜的電阻率先減小后增大,當(dāng)濺射壓強(qiáng)0.5Pa時(shí),薄膜的電阻率最低為5×10~(-3)Ω.cm;薄膜透射率為92%;薄膜表面的晶粒最致密,且缺陷較少。5)襯底溫度對(duì)AZO薄膜的影響。隨著襯底溫度的增加(100-200℃),AZO薄膜的電阻率減小,最低為2×10~(-3)Ω.cm;薄膜的表面形貌也隨著襯底溫度的升高而變得更致密、晶粒更大、晶界更小。二、上面最佳參數(shù)的基礎(chǔ)上,在AZO薄膜的制備過(guò)程中摻雜氫氣。主要研究氫氣的流量和襯底溫度對(duì)AZO薄膜性能的影響。1)氫氣流量對(duì)AZO薄膜性能的影響。隨著氫氣流量的增加(0.4-1.2sccm),薄膜的電阻率先減小后增大,氫氣流量0.8sccm時(shí)電阻率最低為3.07×10~(-3)Ω.cm;薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的透射率為93%以上。2)襯底溫度對(duì)氫摻雜AZO薄膜性能的影響。隨著襯底溫度的增加(100-200℃),摻氫AZO薄膜的電阻率先減小后增大,襯底溫度175℃時(shí)電阻率為1×10~(-3)Ω.cm,薄膜透射率97%。3)襯底溫度和氫氣流量對(duì)AZO薄膜性能的影響。無(wú)論襯底溫度高低,薄膜的電阻率都隨著氫流量增加而先減小后增大,在氫流量5.6sccm時(shí),電阻率最低;在氫氣流量較大時(shí),襯底溫度越高,電阻率越低,但是當(dāng)氫氣流量少時(shí),襯底溫度175℃的電阻率小于襯底溫度225℃。襯底溫度為225℃,電阻率最小4.5×10-4Ω.cm,在可見(jiàn)光區(qū)透射率93%。
【關(guān)鍵詞】：直流磁控濺射 摻氫AZO 電阻率 透光率
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 太陽(yáng)能電池的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)11
• 1.2 透明導(dǎo)電薄膜在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用11-12
• 1.3 常見(jiàn)的透明導(dǎo)電薄膜以及其制備方法12-16
• 1.3.1 常見(jiàn)的透明導(dǎo)電薄膜（TCO）12-14
• 1.3.2 薄膜常見(jiàn)的制備方法14-16
• 1.4 AZO透明導(dǎo)電薄膜發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題16-17
• 1.5 氧化鋅的基本性質(zhì)17-18
• 1.6 摻氫AZO透明導(dǎo)電薄膜的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.6.1 氫的存在方式18-19
• 1.6.2 氫對(duì)AZO薄膜晶體結(jié)構(gòu)和形貌的影響19-20
• 1.6.3 氫對(duì)AZO薄膜光電性能的影響20
• 1.6.4 氫在在ZnO薄膜中的穩(wěn)定性20
• 1.6.5 摻氫AZO薄膜的發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 1.7 論文研究的主要內(nèi)容構(gòu)架21-22
• 2 摻氫AZO透明導(dǎo)電薄膜表征方法和制備方法22-31
• 2.1 AZO薄膜的表征方法22-26
• 2.1.1 四探針?lè)y(cè)方塊電阻22
• 2.1.2 紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)22-24
• 2.1.3 X射線衍射（XRD）24
• 2.1.4 掃描電子顯微鏡（SEM）24-25
• 2.1.5 透射譜計(jì)算薄膜厚度25-26
• 2.2 直流磁控濺射鍍膜26-29
• 2.2.1 磁控濺射的發(fā)展26-27
• 2.2.2 直流磁控濺射法制備AZO透明導(dǎo)電薄膜的原理27-28
• 2.2.3 直流磁控濺射法制備AZO薄膜的優(yōu)勢(shì)28-29
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)室中磁控濺射儀器的簡(jiǎn)單介紹29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)操作流程29-31
• 3 濺射參數(shù)對(duì)AZO薄膜各項(xiàng)性能影響結(jié)果與分析31-47
• 3.1. 濺射功率對(duì)AZO薄膜性能的影響32-36
• 3.1.1 濺射功率對(duì)薄膜透射譜的影響32-33
• 3.1.2 濺射功率對(duì)AZO薄膜電阻率的影響33-34
• 3.1.3 濺射功率對(duì)AZO薄膜晶格結(jié)構(gòu)的影響34-35
• 3.1.4 濺射功率對(duì)AZO薄膜表面形貌的影響35-36
• 3.2 摻雜氧氣對(duì)AZO薄膜性能的影響36-37
• 3.2.1 摻雜氧氣對(duì)薄膜透射譜的影響36-37
• 3.2.2 摻雜氧氣對(duì)薄膜電阻率的影響37
• 3.3 濺射時(shí)間對(duì)AZO薄膜性能的影響37-40
• 3.3.1 濺射時(shí)間對(duì)AZO薄膜透射譜的影響37-38
• 3.3.2 濺射時(shí)間對(duì)薄膜電阻率的影響38-39
• 3.3.3 濺射時(shí)間對(duì)薄膜表面形貌的影響39-40
• 3.4 濺射壓強(qiáng)對(duì)AZO薄膜性能的影響40-43
• 3.4.1 濺射壓強(qiáng)對(duì)薄膜透射譜的影響40-41
• 3.4.2 濺射壓強(qiáng)對(duì)薄膜電阻率的影響41-42
• 3.4.3 濺射壓強(qiáng)對(duì)薄膜表面形貌的影響42-43
• 3.5 襯底溫度對(duì)AZO薄膜性能的影響43-45
• 3.5.1 襯底溫度對(duì)薄膜透射譜的影響43-44
• 3.5.2 襯底溫度對(duì)薄膜電阻率的影響44
• 3.5.3 襯底溫度對(duì)薄膜表面形貌的影響44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 4 摻氫AZO透明導(dǎo)電薄膜性能研究和分析47-58
• 4.1 氫氣流量對(duì)AZO薄膜性能的影響47-50
• 4.1.1 氫氣流量對(duì)AZO薄膜透射譜的影響47-48
• 4.1.2 氫氣流量對(duì)AZO薄膜電阻率的影響48-49
• 4.1.3 氫氣流量對(duì)AZO薄膜晶格結(jié)構(gòu)的影響49-50
• 4.1.4 摻雜氫氣與否對(duì)AZO薄膜表面形貌的影響50
• 4.2 襯底溫度對(duì)摻氫AZO薄膜性能影響50-54
• 4.2.1 襯底溫度對(duì)摻氫AZO薄膜透射譜的影響50-51
• 4.2.2 襯底溫度對(duì)摻氫AZO薄膜電阻率的影響51-52
• 4.2.3 襯底溫度對(duì)摻氫AZO薄膜晶格結(jié)構(gòu)的影響52-53
• 4.2.4 襯底溫度對(duì)摻氫AZO薄膜表面形貌的影響53-54
• 4.3 不同溫度系列氫氣流量對(duì)AZO薄膜性能的影響54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 論文總結(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷和碩士期間發(fā)表論文66-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷66
• 碩士期間發(fā)表論文66-67
• 致謝67

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本文編號(hào)：459315