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ito薄膜的制备及其光电性能研究

太阳能 2024年第4期 94-100页

作者：黄惜惜赵桂香扬川苏张中建高荣刚黄国平中节能太阳能科技(镇江)有限公司镇江212000

随着HJT太阳电池的发展,对其氧化铟锡(ito)薄膜的研究日益增多。通过直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备ito薄膜,研究了氧含量、溅射功率、沉积温度及溅射气压对ito薄膜光电性能的影响。研究结果显示:1)ito薄膜的光电性能对氧含量较为敏感... 详细信息

随着HJT太阳电池的发展,对其氧化铟锡(ito)薄膜的研究日益增多。通过直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备ito薄膜,研究了氧含量、溅射功率、沉积温度及溅射气压对ito薄膜光电性能的影响。研究结果显示:1)ito薄膜的光电性能对氧含量较为敏感,随着氧含量增加,ito薄膜的电阻率也随之增加,而透过率则呈先上升后下降,然后基本保持不变的趋势;2)随着沉积温度升高,ito薄膜的透过率也随之升高,而电阻率则呈先下降后上升的趋势;3)随着溅射气压的升高,ito薄膜的电阻率呈上升趋势,而透过率则是先降低再略微升高;4)当氧含量在1.8%~2.0%,溅射功率在3000~4000 W,沉积温度在150~190℃,溅射气压在0.5~0.7 Pa时,ito薄膜具有较优的光电性能。因此,在合理范围内提高沉积温度,其则会具有退火作用,有助于进一步改善ito薄膜的光电性能。

关键词：太阳电池磁控溅射氧含量沉积温度 ito薄膜光电性能

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退火处理对低阻LCD屏ito薄膜光电性能的影响

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盐城工学院学报（自然科学版） 2024年第1期37卷 75-78页

作者：武洋贾文友刘莉郑建军徐娇安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 安徽工程大学产业创新技术研究有限公司安徽芜湖241000 芜湖长信科技股份有限公司安徽芜湖241000

采用磁控溅射法制备氧化铟锡(ito)薄膜,对制备好的ito薄膜样品进行不同温度、不同时间的退火处理。用WGT-S透过率雾度仪、四探针测试仪测量退火后的电阻屏ito薄膜光电性能参数,并采用扫描电子显微镜观测退火前后薄膜的表面状态,分析退... 详细信息

采用磁控溅射法制备氧化铟锡(ito)薄膜,对制备好的ito薄膜样品进行不同温度、不同时间的退火处理。用WGT-S透过率雾度仪、四探针测试仪测量退火后的电阻屏ito薄膜光电性能参数,并采用扫描电子显微镜观测退火前后薄膜的表面状态,分析退火处理对电阻屏ito薄膜光电性能的影响。研究结果表明:制备的ito薄膜的最佳退火温度为400℃,退火时间约为70 min。

关键词： ito薄膜退火温度退火时间光电性能

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应用于LED的ito薄膜光电性能研究

光源与照明 2024年第1期 49-51页

作者：高鹏飞石磊河北省产业转型升级服务中心河北石家庄050000

为提高出光效率,在出光面和电极之间需要一种导电性好、透光性高的薄膜材料。文章研究了直流磁控溅射法制备应用于LED的ito薄膜时,O2流量、溅射功率、溅射气压等工艺参数对薄膜光电性能的影响,并通过实验得出结论。

关键词： LED ito薄膜磁控溅射光电性能

ito靶刻蚀时间对沉积ito薄膜光电性能的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第2期52卷 478-485页

作者：杨淑敏谢斌张伟孔维静喀什大学物理与电气工程学院新疆喀什844006

在磁控溅射过程中,通过观察在2~50 h的刻蚀时间下制备的ito薄膜的表面形貌,研究了在磁控溅射过程中ito靶表面的黑色凸起的形成过程,并探讨了刻蚀时间对沉积ito薄膜的光电性能的影响。结果表明,随着刻蚀时间的增长,ito靶材表面的In和Sn... 详细信息

在磁控溅射过程中,通过观察在2~50 h的刻蚀时间下制备的ito薄膜的表面形貌,研究了在磁控溅射过程中ito靶表面的黑色凸起的形成过程,并探讨了刻蚀时间对沉积ito薄膜的光电性能的影响。结果表明,随着刻蚀时间的增长,ito靶材表面的In和Sn分布发生变化,导致ito膜不均匀。薄膜的电学和光学性能因结节的形成而显著退化。而当刻蚀时间在40 h以下时,ito薄膜的光电性能变化不大。然而,当蚀刻时间继续延长,薄膜的光电性能会迅速恶化。

关键词： ito靶材 ito薄膜结节刻蚀时间磁控溅射

元素掺杂对ito薄膜材料性能影响的微观机制及研究进展

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材料导报 2022年第23期36卷 1-9页

作者：张亦文宋晚晴张士雨谢贵久季惠明天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300350 天津大学材料科学与工程学院天津300350

透明导电氧化物(Transparent conducting oxides,TCOs)是一种重掺杂的半导体材料,在液晶显示屏、触摸屏、太阳能电池等领域都有广泛的应用。重掺杂、高简并的特性使得TCOs内存在大量的自由电子,具有接近金属的高电导率。同时,TCOs具有... 详细信息

透明导电氧化物(Transparent conducting oxides,TCOs)是一种重掺杂的半导体材料,在液晶显示屏、触摸屏、太阳能电池等领域都有广泛的应用。重掺杂、高简并的特性使得TCOs内存在大量的自由电子,具有接近金属的高电导率。同时,TCOs具有较大的禁带宽度,提供了高可见光透射率。氧化铟锡(Indium tin oxide,ito)薄膜作为一种透明导电氧化物薄膜,具有禁带宽度宽、可见光透过性高、近红外反射性高及电阻率低等优点。因为,该材料是目前使用最广泛的透明导电氧化物,约占国际市场份额的97%。ito薄膜仍存在一些亟待解决的缺点,如In元素的稀缺性导致ito薄膜成本较高、薄膜在近红外区域透光性较差、较大的脆性难以满足现代光电器件对柔性的要求等。随着科技发展以及各种电子元器件的更新换代,ito薄膜的各项性能不再能满足应用的需要,如何进一步提高ito薄膜的性能成为当今研究的一个热点。对ito薄膜进行元素掺杂可以提高其综合性能。高价金属元素的不等价置换可以产生自由电子,通过提高载流子浓度、载流子迁移率控制ito薄膜载流子的散射机制,可以进一步优化薄膜的光电性能。在力学性能方面,通过引入杂质元素可以抑制ito薄膜表面载流子迁移、提高其结晶温度,从而抑制薄膜的结晶,减小薄膜内应力。另一方面,为了应对高温、高压、强腐蚀性环境,利用元素掺杂可以促进钝化层的形成,提高化学键的稳定性。本文综述了元素掺杂ito薄膜的研究进展,介绍了杂质元素掺杂的手段,以及其对ito薄膜光电特性、力学性能、稳定性影响的相关研究,总结了目前研究中尚存的盲区,并提出了元素掺杂ito薄膜的发展方向。

关键词： ito薄膜掺杂光电性能力学性能稳定性

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ito薄膜的三阶非线性光学性质研究

ITO薄膜的三阶非线性光学性质研究

作者：张中帅山东师范大学

学位级别：硕士

透明导电氧化物(TCO)薄膜既具有可见光区波段的高透过率和能与金属相比的低电阻率,又因其氧化物的组成而具有良好的化学稳定性,因此被广泛应用于制备透明电极、电光调制器、柔性光电子器件等各种领域。氧化铟锡(ito)薄膜是目前应用最为... 详细信息

透明导电氧化物(TCO)薄膜既具有可见光区波段的高透过率和能与金属相比的低电阻率,又因其氧化物的组成而具有良好的化学稳定性,因此被广泛应用于制备透明电极、电光调制器、柔性光电子器件等各种领域。氧化铟锡(ito)薄膜是目前应用最为广泛的TCO薄膜材料之一,并且凭借与CMOS工艺良好的兼容性和亚皮秒的超快响应时间,其在纳米光子学和非线性光学领域的应用也引起了人们的广泛关注。在本论文中,我们探究了制备条件和结构参数对ito薄膜三阶非线性光学效应的影响。主要工作如下:(1)我们使用磁控溅射技术在不同溅射功率下生长了不同择优取向的ito薄膜,并使用Z-scan技术测量了这些薄膜的三阶光学非线性效应。研究发现,溅射功率可以明显影响ito薄膜的晶粒生长取向,并显著调制ito薄膜的三阶非线性光学效应。特别是在溅射功率为90 W下制备的接近纯(222)晶向的ito薄膜,其非线性折射率n和非线性吸收系数β明显优于其它功率下制备的多晶向的ito薄膜。通过分析ito薄膜的晶格取向与n(β)的关系,发现(222)晶向择优取向的增强会明显改善ito薄膜的非线性光学响应。霍尔测量表明,ito薄膜的载流子浓度和电阻率与晶粒取向密切相关,(222)晶向具有最大载流子浓度,因此具有最优的三阶非线性光学响应。我们的探究结果展示了通过改变制备条件直接调制ito薄膜三阶非线性光学效应的可行性和重要性。(2)我们使用磁控溅射技术在相同条件下制备了不同厚度的ito薄膜,研究了厚度对三阶非线性光学性质的影响。研究结果表明,薄膜的三阶光学非线性系数会随着厚度的增大而减小。特别的,20 nm厚度的ito薄膜的非线性折射率n和非线性吸收系数β比200 nm厚度的薄膜大10倍左右。结合载流子浓度测量,我们讨论了ito薄膜中出现的这种厚度依赖的三阶非线性光学效应的原因。主要结论为,ito薄膜厚度大于100 nm时,随厚度增长发生的择优取向的改变影响了载流子浓度,且载流子浓度随厚度增大而减小,从而非线性响应随厚度增大而减弱,这与传统的理论观点是相符的。在较薄薄膜(薄膜中,杂质、缺陷或薄膜的微观结构中未释放的张力或应力等可能对非线性响应起主导作用。我们的探究会拓宽ito薄膜作为非线性光学材料的应用前景,为ito薄膜在非线性光学器件中的应用提供指导和帮助。

关键词：三阶光学非线性透明导电氧化物 ito薄膜 Z-scan

同方学位论文库评论

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ito薄膜的厚度对其光电性能的影响

人工晶体学报 2008年第1期37卷 147-150页

作者：李林娜薛俊明赵亚洲李养贤耿新华赵颖南开大学光电子薄膜器件与技术研究所光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071

氧化铟锡(indium-tin oxide,ito)具有在可见光范围内高度透明的特性和优良的电学特性,通常当作透明电极,被广泛应用于太阳电池和发光元器件上。本研究中用电阻加热反应蒸发的方法制备ito薄膜,测试了膜的厚度、电阻率、可见光透过率、载... 详细信息

氧化铟锡(indium-tin oxide,ito)具有在可见光范围内高度透明的特性和优良的电学特性,通常当作透明电极,被广泛应用于太阳电池和发光元器件上。本研究中用电阻加热反应蒸发的方法制备ito薄膜,测试了膜的厚度、电阻率、可见光透过率、载流子浓度和迁移率,讨论薄膜的厚度对薄膜光电性能的影响。实验中制备的ito薄膜,透过率良好,电阻率可达6.37×10-4Ω.cm,载流子浓度和迁移率可分别达到1.91×1020cm-3和66.4cm2v-1s-1。将实验中制备的ito作为nip太阳能电池透明电极,其短路电流为10.13mA/cm2,开路电压为0.79V,填充因子为0.648,效率可达到5.193%。

关键词： ito薄膜电阻蒸发法载流子浓度霍尔迁移率

ito薄膜制备及RTA处理对发光器件特性的影响

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光电子．激光 2007年第8期18卷 903-906页

作者：袁广才徐征张福俊王勇许洪华北京交通大学光电子技术研究所

采用射频反应磁控溅射生长铟锡氧化物(ito)薄膜,通过X射线衍射(XRD)、透射光谱、四探针法及原子力显微镜(AFM)研究了生长条件、快速热退火(RTA)温度等对薄膜的晶化、透过率、电导率以及表面形貌的影响。以ito/NPB/AlQ/Al结构的器件为例... 详细信息

采用射频反应磁控溅射生长铟锡氧化物(ito)薄膜,通过X射线衍射(XRD)、透射光谱、四探针法及原子力显微镜(AFM)研究了生长条件、快速热退火(RTA)温度等对薄膜的晶化、透过率、电导率以及表面形貌的影响。以ito/NPB/AlQ/Al结构的器件为例,讨论了不同的制备条件下ito薄膜的表面效应对电致发光(EL)的影响,通过EL光谱表征发现,对ito退火处理后,器件的相对发光强度明显增加,衰减速度减慢,器件的EL光谱有明显的变化。通过进一步分析认为,这是由于ito薄膜表面的变化引起功函数的改变,从而引起电场重新分布造成的。

关键词：射频反应磁控溅射 ito薄膜快速热退火(RTA) 电致发光(EL)

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ito薄膜可见光区增透性能研究

人工晶体学报 2013年第11期42卷 2252-2257页

作者：李仁莹王明董国波高方圆唐芳王玫刁训刚北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191

采用MPS单极性脉冲磁控溅射法,在PMMA衬底上制备SiO2增透薄膜,通过改变溅射时间达到最优的增透效果。在此基础上,制备了不同溅射时间的ito薄膜,系统研究了增透前后的可见光透过率、方块电阻和红外发射率的变化。实验结果表明,增透后薄... 详细信息

采用MPS单极性脉冲磁控溅射法,在PMMA衬底上制备SiO2增透薄膜,通过改变溅射时间达到最优的增透效果。在此基础上,制备了不同溅射时间的ito薄膜,系统研究了增透前后的可见光透过率、方块电阻和红外发射率的变化。实验结果表明,增透后薄膜可见光平均透光率提高大约6%,对于溅射时间小于60 min的ito薄膜增透之后的平均透光率达到80%以上,同时薄膜的方块电阻以及红外发射率变化较小。

关键词： SiO2薄膜增透 ito薄膜