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三防纳米级ato透明导电薄膜材料的研究和应用

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材料导报 2002年第2期16卷 34-36页

作者：李青山张金朝宋鹂华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

介绍了ato透明导电薄膜材料的特点及三防机理,并综述了三防ato透明导电薄膜的研制现状和应用情况。

关键词：防辐射机理掺锑氧化锡显像管半导体材料防静电机理防眩光机理 ato透明导电薄膜纳米材料制备方法

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玻璃基SnO2：Sb透明导电薄膜的射频磁控溅射法制备及其光电性能研究

玻璃基SnO2：Sb透明导电薄膜的射频磁控溅射法制备及其光电性能研...

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作者：陈甲林武汉理工大学

学位级别：硕士

透明导电氧化物薄膜作为一种功能材料有大的载流子浓度和光学禁带宽度,因而表现出优良的光电特性,如较低的电阻率和较高的可见光透过率等。SnO:Sb(ato)薄膜由于具有优良的光电特性而成为InO:Sn(ITO)薄膜的潜在替代材料,可以应用于光电... 详细信息

透明导电氧化物薄膜作为一种功能材料有大的载流子浓度和光学禁带宽度,因而表现出优良的光电特性,如较低的电阻率和较高的可见光透过率等。SnO:Sb(ato)薄膜由于具有优良的光电特性而成为InO:Sn(ITO)薄膜的潜在替代材料,可以应用于光电器件的透明电极以及低辐射玻璃等,且它还具有原材料来源丰富、成本低廉、稳定性较好等优点,是目前研究薄膜材料的热点之一。本研究课题以SnO和SbO两种氧化物为原料制成陶瓷靶,采用射频磁控溅射工艺在载玻片玻璃衬底上沉积了ato透明导电薄膜。用XRD、SEM、XPS、AFM和红外、紫外分光光度计、四探针电阻测试仪以及霍耳效应实验等测试手段对沉积薄膜的光电性能进行了表征。研究分析了成膜过程中各工艺参数对其结构和光电特性的影响,并研究了薄膜的真空在线退火工艺,得到的结果如下: ato薄膜属于金红石结构;薄膜中锑元素以Sb和Sb两种状态存在;晶格的氧缺位、5价Sb杂质在SnO禁带形成施主能级并向导带提供n型载流子是ato导电的两种主要机理;溅射过程中衬底温度和氧气分压是两个主要的影响因素:a) 基片温度越高,薄膜的晶形结构越完整;沉积薄膜的柱状结构随着基片温度的升高逐渐演变,并逐渐形成由发育相对完整的晶粒堆积而成的表面;随着基片温度的升高,薄膜的厚度减小,可见光透过率和光学带隙增加,电阻率降低,载流子浓度和霍耳迁移率增大;较高的基片温度有利于Sb的n掺杂,提高基片温度能够提高ato薄膜的光电性能。b) 随着氧气分压的增加,薄膜中Sb离子的相对含量增加;氧气分压为零时,所制备的薄膜基本不导电,氧气分压不为零时,所制得的薄膜是n型半导体。随着氧气分压的增加,沉积薄膜的厚度减小;吸收边和截止波长均出现蓝移现象;薄膜的光学带隙增大。薄膜的红外反射率随氧气分压增大先增大后减小。退火过程中,衬底中的Na离子会扩散到薄膜中去,影响薄膜的光电性能;薄膜的在线真空退火工艺和SiO隔离层都能提高薄膜的退火温度和延长薄膜的退火时间,能够改善薄膜的光电性能。最后得到薄膜的性能为:可见光透过率达到了70%,电阻率为2.51×10Ω.cm,载流子浓度高达1.2×10cm,迁移率为2.04cm.V.S,中红外波段的反射率达到了70%。

关键词： ato透明导电薄膜射频磁控溅射氧化物陶瓷靶红外反射在线真空退火工艺

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铜铟镓硒硫（CIGSS）薄膜太阳能电池相关材料的制备与研究

铜铟镓硒硫（CIGSS）薄膜太阳能电池相关材料的制备与研究

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作者：邹鹏合肥工业大学

学位级别：硕士

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有成本低、使用寿命长、无光致衰退效应、稳定性好、抗辐射能力强、高吸收效率和高光电转换效率、吸收层材料光学禁带宽度可调等优点,从而被认为是最有发展前途的薄膜太阳能电池之一。本论文涉及的实验... 详细信息

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有成本低、使用寿命长、无光致衰退效应、稳定性好、抗辐射能力强、高吸收效率和高光电转换效率、吸收层材料光学禁带宽度可调等优点,从而被认为是最有发展前途的薄膜太阳能电池之一。本论文涉及的实验中采用三步共蒸发法制备CIGS吸收层薄膜,并对其它各层薄膜进行了优化,制备了CIGS电池器件;为了提高CIGS薄膜的光学禁带宽度,通过对三步共蒸发法制备的CIGS薄膜进行表面硫化处理得到铜铟镓硒硫(CIGSS)薄膜;采用磁控溅射法制备新型透明导电层SnO2:Sb (ato)薄膜,并首次将其作为CIGS薄膜太阳能电池的透明导电层,制备了电池器件。通过直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了结合优良且电阻率较低的双层Mo背电极,三步共蒸发法制备了结晶良好的CIGS吸收层,CBD法制备了相对平整均匀的CdS缓冲层,磁控溅射法制备了高透过率的本征ZnO、AZO窗口层,蒸发法制备了山字形Ni-Al电极,最终制备了光电转换效率为10.3%的CIGS太阳电池器件。通过在硫化氢和氩气的混合气氛内对三步共蒸发法制备的CIGS薄膜进行表面硫化处理,从而在CIGS薄膜表面获得一层高禁带宽度的CIGSS薄膜来提高薄膜表面的带隙。研究了在不同硫化条件下硫化后的吸收层薄膜的晶相,微观结构以及化学成分的变化。通过优化硫化工艺参数,最终在硫化温度为550℃,硫化时间为60分钟时,在CIGS薄膜表面制备了一层厚度为200nm左右的黄铜矿结构没有杂相的CIGSS薄膜。通过优化溅射工艺参数后,制备得到的ato薄膜具有良好结晶程度,在可见光的范围内透过率较高。首次将ato薄膜代替传统AZO薄膜用来作为CIGS薄膜电池的透明导电层,制备得到了光电转换效率为2.2%的CIGS电池器件。

关键词：铜铟镓硒硫硫化法太阳能电池 ato透明导电薄膜磁控溅射

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