【摘 要】
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透明导电薄膜具有透光率高,导电性好,硬度高,红外热反射性高等优点,广泛应用于液晶显示器、太阳能电池、透明电极等光电器件中,其中应用最广泛的是锡掺杂铟氧化物(ITO)薄膜。但由于铟为稀有元素,在自然界中贮存少,价格高,而且由于其有毒,从环保的角度看ITO薄膜的应用受到限制。因此,迫切需要开发可以代替ITO薄膜的其它透明导电薄膜。本文采用溶胶一凝胶法制备锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(ZAO)、
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透明导电薄膜具有透光率高,导电性好,硬度高,红外热反射性高等优点,广泛应用于液晶显示器、太阳能电池、透明电极等光电器件中,其中应用最广泛的是锡掺杂铟氧化物(ITO)薄膜。但由于铟为稀有元素,在自然界中贮存少,价格高,而且由于其有毒,从环保的角度看ITO薄膜的应用受到限制。因此,迫切需要开发可以代替ITO薄膜的其它透明导电薄膜。本文采用溶胶一凝胶法制备锑掺杂氧化锡(ATO)、铝掺杂氧化锌(ZAO)、铌掺杂二氧化钛(TNO)薄膜,并结合各种测试手段对其结构与性能进行表征与分析。
(1)利用XRD、SEM、TG-DSC、红外光谱等对添加三种不同稳定剂的ATO溶胶进行分析,深入探讨了三种不同稳定剂条件下溶胶的稳定性、微观结构以及电学性能,研究表明：乙酸(HAC)和单乙醇胺(MEA)与Sn2+和Sb3+均具有一定的缩合作用,而乙酰丙酮(AcAc)与Sn2+的缩合能力远高于Sb3+。采用乙酸和单乙醇胺为稳定剂时,薄膜为(101)择优取向的四方金红石结构,膜层均匀、连续,无可察觉的孔洞存在,薄膜的导电性最好,其电阻率达到6.3×10-3Ω·cm。
(2)研究衬底、热处理气氛对ATO薄膜电学、光学性能的影响,在含有SiO2阻挡层的玻璃衬底上所沉积的ATO薄膜具有较小的方阻值和较高的可见光透过率,获得优化的溶胶-凝胶制备工艺：当[Sn2+]=0.6mol/l、[Sb3+]=8％D寸,以涂覆SiO2缓冲层的玻璃为衬底,在Ar与4％H2的混合气体中于450℃进行热处理后薄膜的综合性能较好。
(3)研究热处理工艺、预处理温度和陈化时间对ZAO薄膜光学、电学性能的影响,适当提高升温速度和减少保温时间可使薄膜的光透过率超过80％。
(4)利用SEM、AFM、XRD等表征TNO薄膜,探讨了稳定剂的加入、不同掺杂浓度下薄膜微观结构的变化以及不同衬底对薄膜电学性能的影响。
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