摻鋁氧化鋅薄膜的退火真空度和氬離子濺射清洗工藝控制
摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無(wú)毒環(huán)保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡(jiǎn)單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優(yōu)點(diǎn)，而后續(xù)處理工藝則是提高溶膠凝膠法制備的透明導(dǎo)電薄膜性能的關(guān)鍵。為此我們研究 105 到 10-4 Pa 大真空度范圍退火條件下的電阻率變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)：電阻率的降低集中在相對(duì)狹窄的真空度范圍，其中在 100 Pa 到 10 Pa 之間，電阻率陡降了 2 個(gè)數(shù)量級(jí)。電阻率在 10 Pa 退火時(shí)達(dá)到最小值，繼續(xù)提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續(xù)降低。這一研究結(jié)果不僅澄清了以往對(duì)溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續(xù)工藝處理的模糊認(rèn)識(shí)，而且對(duì)實(shí)際生產(chǎn)工藝具有重要的指導(dǎo)意義，例如以此為根據(jù)，選擇合適的真空度退火，達(dá)到既滿足產(chǎn)品的性能指標(biāo)，又能節(jié)能減排的最佳效果。 XRD 與 XPS 的分析表明中真空下氧空位、鋅填隙、以及 Al3+ 對(duì) Zn2+ 離子的取代是中真空度下電阻率陡降的主要原因。此外，利用 Ar+ 離子對(duì)退火后的樣品進(jìn)行反濺射清洗，能進(jìn)一步提高電導(dǎo)率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的絨面結(jié)構(gòu)，能將入射太陽(yáng)光分散到各個(gè)角度。用作太陽(yáng)能電池電極時(shí)，能有效增強(qiáng)太陽(yáng)能電池內(nèi)的光吸收材料對(duì)入射太陽(yáng)光的捕獲，提高光能利用率。
遼寧大學(xué)
2021-04-11
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