Sol-Gel法制備AZO薄膜及其性能研究.pdf

1、鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜，一種新興的寬禁帶半導(dǎo)體材料，其透明導(dǎo)電性可廣泛應(yīng)用于制備透明電極和太陽能電池的透明窗口材料，其紫外發(fā)光性能可應(yīng)用于紫外探測器和激光器。AZO薄膜的制備方法主要有磁控濺射，化學(xué)氣相沉積以及溶膠-凝膠等方法。制備具有可重復(fù)性和穩(wěn)定性的大面積均勻透明導(dǎo)電氧化鋅薄膜是目前研究的熱點(diǎn)，本論文以溶膠-凝膠法為制備方法，制備了具有高透光率，較低電阻率和一定光致發(fā)光性能的AZO薄膜。
　　 本論文以二水合乙酸鋅作為鋅

2、源，六水氯化鋁作為鋁源，乙二醇甲醚作為有機(jī)溶劑，單乙醇胺作為穩(wěn)定劑，按照一定比例混合，配置成溶膠，并通過旋涂鍍膜和退火熱處理的方法制備了具有一定光學(xué)性能和電學(xué)性能的AZO薄膜，討論了不同襯底，不同退火溫度、不同摻雜量、梯度摻雜、緩沖層對AZO薄膜結(jié)構(gòu)形貌、光學(xué)性能和電學(xué)性能的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硅襯底比玻璃襯底更利于制備具有c軸擇優(yōu)取向的高質(zhì)量AZO薄膜，且硅襯底上制備的AZO薄膜具有更低的電阻率。硅襯底上鋁摻雜量為1.

3、0at％，退火溫度為600℃，退火時間為180min時，可以獲得具有優(yōu)異光學(xué)性能和電學(xué)性能的AZO薄膜，該薄膜的最低電阻率可達(dá)4.64×10-3Ω·cm，其尖銳的本征發(fā)光峰和近紫外發(fā)光峰也表明該薄膜具有較完整的晶體結(jié)構(gòu)；AZO薄膜的透光率受退火溫度和摻雜濃度的影響不大，主要受薄膜厚度影響。隨鋁摻入量的增加，AZO薄膜的表面平整度下降，電導(dǎo)率下降，本征發(fā)光峰強(qiáng)度降低，可見光區(qū)發(fā)光峰強(qiáng)度明顯升高；但梯度摻雜的AZO薄膜表面平整度和均勻度有明