材料学专业毕业论文材料学专业毕业论文 精品论文精品论文 Sol-gelSol-gel 法掺杂导电法掺杂导电 ZnOZnO 薄膜薄膜及其低温氮气热处理及其低温氮气热处理关键词：气氛处理关键词：气氛处理 温度稳定性温度稳定性 ZnOZnO 薄膜薄膜 低温氮气热处理低温氮气热处理 掺杂导电掺杂导电摘要：ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用 于太阳能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性 可通过适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电 性能，能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。 本课题研究的主要目的是探索 Sol-Gel 法制备掺 Al 的 ZnO 透明导电薄膜在氮气 中的稳定性和 Sol-Gel 法制备掺 Li 的 ZnO 透明导电薄膜的掺杂比和涂膜层数对 薄膜导电率和透光率的影响。 本文通过溶胶-凝胶法在载玻片上成功地制备 出 Al3+、Li+掺杂型 ZnO 薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前 驱体，单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；薄膜经烘干、预处理、氮气热处理 后形成均匀透明的 ZnO 薄膜。 利用 XRD、SEM、XPS、UV-VIS 和四探针测试仪 对薄膜的结构和光电特性进行了研究。结果表明，掺杂物、掺杂量、热处理温 度、涂膜层数和热处理气氛对 ZnO 薄膜光电性能均有不同程度的影响。 适当 增加掺杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率：不同的掺杂 物对氮气中处理后的薄膜稳定性有较大影响，掺 Al 的薄膜稳定性很好，而 Li 的簿膜则较差； 增加涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电导率的提 高，同时也降低了薄膜的透射率； 掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围 内透射率影响不大； 热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，在氮气中 300可得到电导率高的薄膜。 本实验制备的薄膜表面致密结构，晶粒大小 均匀，方阻最低为 270/，可见光透射率最大为 83。 溶胶-凝胶方法制 备 AZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Al 量 1at、镀膜层 数 15 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度为 550、氮气热处理温度 为 300；溶胶-凝胶方法制备 LZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Li 量 2.3at、镀膜层数 10 层、预处理温度 450、空气气氛 热处理温度为 550、氮气热处理温度为 300。正文内容正文内容ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用于 太阳能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可 通过适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电性 能，能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。 本课题研究的主要目的是探索 Sol-Gel 法制备掺 Al 的 ZnO 透明导电薄膜在氮气 中的稳定性和 Sol-Gel 法制备掺 Li 的 ZnO 透明导电薄膜的掺杂比和涂膜层数对 薄膜导电率和透光率的影响。 本文通过溶胶-凝胶法在载玻片上成功地制备 出 Al3+、Li+掺杂型 ZnO 薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前 驱体，单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；薄膜经烘干、预处理、氮气热处理 后形成均匀透明的 ZnO 薄膜。 利用 XRD、SEM、XPS、UV-VIS 和四探针测试仪 对薄膜的结构和光电特性进行了研究。结果表明，掺杂物、掺杂量、热处理温 度、涂膜层数和热处理气氛对 ZnO 薄膜光电性能均有不同程度的影响。 适当 增加掺杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率：不同的掺杂 物对氮气中处理后的薄膜稳定性有较大影响，掺 Al 的薄膜稳定性很好，而 Li 的簿膜则较差； 增加涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电导率的提 高，同时也降低了薄膜的透射率； 掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围 内透射率影响不大； 热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，在氮气中 300可得到电导率高的薄膜。 本实验制备的薄膜表面致密结构，晶粒大小 均匀，方阻最低为 270/，可见光透射率最大为 83。 溶胶-凝胶方法制 备 AZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Al 量 1at、镀膜层 数 15 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度为 550、氮气热处理温度 为 300；溶胶-凝胶方法制备 LZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Li 量 2.3at、镀膜层数 10 层、预处理温度 450、空气气氛 热处理温度为 550、氮气热处理温度为 300。 ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用于太阳 能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可通过 适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电性能， 能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。 本课 题研究的主要目的是探索 Sol-Gel 法制备掺 Al 的 ZnO 透明导电薄膜在氮气中的 稳定性和 Sol-Gel 法制备掺 Li 的 ZnO 透明导电薄膜的掺杂比和涂膜层数对薄膜 导电率和透光率的影响。 本文通过溶胶-凝胶法在载玻片上成功地制备出 Al3+、Li+掺杂型 ZnO 薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前驱体， 单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；薄膜经烘干、预处理、氮气热处理后形成 均匀透明的 ZnO 薄膜。 利用 XRD、SEM、XPS、UV-VIS 和四探针测试仪对薄膜 的结构和光电特性进行了研究。结果表明，掺杂物、掺杂量、热处理温度、涂 膜层数和热处理气氛对 ZnO 薄膜光电性能均有不同程度的影响。 适当增加掺 杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率：不同的掺杂物对氮 气中处理后的薄膜稳定性有较大影响，掺 Al 的薄膜稳定性很好，而 Li 的簿膜 则较差； 增加涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电导率的提高，同 时也降低了薄膜的透射率； 掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围内透射 率影响不大； 热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，在氮气中 300 可得到电导率高的薄膜。 本实验制备的薄膜表面致密结构，晶粒大小均匀，方阻最低为 270/，可见光透射率最大为 83。 溶胶-凝胶方法制备 AZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Al 量 1at、镀膜层数 15 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度为 550、氮气热处理温度为 300；溶胶-凝胶方法制备 LZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、 掺杂 Li 量 2.3at、镀膜层数 10 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度 为 550、氮气热处理温度为 300。 ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用于太阳 能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可通过 适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电性能， 能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。 本课 题研究的主要目的是探索 Sol-Gel 法制备掺 Al 的 ZnO 透明导电薄膜在氮气中的 稳定性和 Sol-Gel 法制备掺 Li 的 ZnO 透明导电薄膜的掺杂比和涂膜层数对薄膜 导电率和透光率的影响。 本文通过溶胶-凝胶法在载玻片上成功地制备出 Al3+、Li+掺杂型 ZnO 薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前驱体， 单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；薄膜经烘干、预处理、氮气热处理后形成 均匀透明的 ZnO 薄膜。 利用 XRD、SEM、XPS、UV-VIS 和四探针测试仪对薄膜 的结构和光电特性进行了研究。结果表明，掺杂物、掺杂量、热处理温度、涂 膜层数和热处理气氛对 ZnO 薄膜光电性能均有不同程度的影响。 适当增加掺 杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率：不同的掺杂物对氮 气中处理后的薄膜稳定性有较大影响，掺 Al 的薄膜稳定性很好，而 Li 的簿膜 则较差； 增加涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电导率的提高，同 时也降低了薄膜的透射率； 掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围内透射 率影响不大； 热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，在氮气中 300 可得到电导率高的薄膜。 本实验制备的薄膜表面致密结构，晶粒大小均匀， 方阻最低为 270/，可见光透射率最大为 83。 溶胶-凝胶方法制备 AZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Al 量 1at、镀膜层数 15 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度为 550、氮气热处理温度为 300；溶胶-凝胶方法制备 LZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、 掺杂 Li 量 2.3at、镀膜层数 10 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度 为 550、氮气热处理温度为 300。 ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用于太阳 能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可通过 适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电性能， 能在太阳能电池、液晶显示器等多种电器设备中被用作透明导电电极。 本课 题研究的主要目的是探索 Sol-Gel 法制备掺 Al 的 ZnO 透明导电薄膜在氮气中的 稳定性和 Sol-Gel 法制备掺 Li 的 ZnO 透明导电薄膜的掺杂比和涂膜层数对薄膜 导电率和透光率的影响。 本文通过溶胶-凝胶法在载玻片上成功地制备出 Al3+、Li+掺杂型 ZnO 薄膜。所用的溶胶以乙二醇甲醚为溶剂，醋酸锌为前驱体， 单乙醇胺为稳定剂经加热搅拌制得；薄膜经烘干、预处理、氮气热处理后形成 均匀透明的 ZnO 薄膜。 利用 XRD、SEM、XPS、UV-VIS 和四探针测试仪对薄膜 的结构和光电特性进行了研究。结果表明，掺杂物、掺杂量、热处理温度、涂 膜层数和热处理气氛对 ZnO 薄膜光电性能均有不同程度的影响。 适当增加掺 杂量能提高薄膜的电导率，过多的掺杂反而会降低电导率：不同的掺杂物对氮 气中处理后的薄膜稳定性有较大影响，掺 Al 的薄膜稳定性很好，而 Li 的簿膜则较差； 增加涂膜层数均能增加薄膜的厚度，并导致薄膜电导率的提高，同 时也降低了薄膜的透射率； 掺杂量和热处理气氛对薄膜在可见光范围内透射 率影响不大； 热处理气氛的不同直接影响了薄膜的导电性，在氮气中 300 可得到电导率高的薄膜。 本实验制备的薄膜表面致密结构，晶粒大小均匀， 方阻最低为 270/，可见光透射率最大为 83。 溶胶-凝胶方法制备 AZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、掺杂 Al 量 1at、镀膜层数 15 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度为 550、氮气热处理温度为 300；溶胶-凝胶方法制备 LZO 薄膜的最佳工艺条件为：溶胶浓度 0.6mol/L、 掺杂 Li 量 2.3at、镀膜层数 10 层、预处理温度 450、空气气氛热处理温度 为 550、氮气热处理温度为 300。 ZnO 薄膜是一种直接宽带隙半导体材料，具有多种用途，可广泛的应用于太阳 能电池、压电薄膜、光电器件、气敏器件和紫外探测器等方面。其特性可通过 适当的掺杂来调剂。通过适量掺杂的 ZnO 透明导电薄膜具有优异的光电性能， 能在太