ZnO纳米薄膜材料由于其优异的光学、电学特性,近些年成为纳米光电器件领域的研究热点。其中,掺杂三价元素Al的ZnO(简称AZO)纳米颗粒薄膜是一种良好的透明导电薄膜(TCO)材料,能够作为薄膜太阳能电池的透明电极、平面显示以及其它光电器件的窗口材料。一维ZnO纳米棒阵列薄膜在新型太阳能电池、压电转换、传感器等领域都有着广阔的应用前景。溶胶-凝胶法与低温水溶液法分别作为制备AZO纳米颗粒薄膜和ZnO纳米棒阵列薄膜的常用方法,具有制备过程简单,能耗低等优点,但这些制备方法中仍存在一些问题有待解决。因此本工作以ZnO纳米薄膜为研究对象,分别采用溶胶-凝胶法和低温水溶液法制备出AZO透明导电薄膜和ZnO纳米棒阵列薄膜,并利用XRD、SEM、 TEM、XPS、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等分析方法对不同条件下制得的薄膜的结构、形貌、光学以及电学性能进行了细致分析。研究发现：(一)溶胶-凝胶法制备AZO透明导电薄膜1、高温热处理阶段升温速率的变化对AZO薄膜的结构和性能有重大影响。在50℃/min的升温速率下制得的薄膜表面出现了纳米棒状结构,薄膜的结晶质量明显变好。根据XRD的计算结果认为,纳米棒结构的产生是快速升温导致ZnO晶体沿C轴方向的优先生长所致。2、AZO纳米棒薄膜的导电性能与其它纳米颗粒薄膜相比显著提高,这主要是由于薄膜的结晶质量变好,导致薄膜内部的电子迁移率增加所致。AZO纳米棒薄膜在可见光区的透过率在85%以上,满足透明导电薄膜的应用需求。经过还原气氛处理以后,AZO纳米棒薄膜的导电性能进一步提高,电阻率仅为1.4×10-3Ω·cm。根据XPS结果,发现导电性提高的主要原因在于还原气氛处理使薄膜内部形成了更多的氧空位,造成薄膜的载流子浓度增加。(二)低温水溶液法制备ZnO纳米棒阵列薄膜1、在没有预先制备种子层的情况下,只通过廉价的KMnO4溶液简单活化衬底,制备出了垂直于衬底生长的ZnO纳米棒阵列薄膜。仅需40分钟的生长时间,纳米棒长达2.5μm,长径比大于10。并且在相同的制备条件下,在普通玻璃衬底、Si(100)衬底、柔性PET衬底上,都实现了ZnO纳米棒薄膜的良好生长。2、水溶液中的pH值、配位剂MEA的浓度以及反应温度均对薄膜的形貌和结构产生显著影响。这主要是由于不同条件下溶液中的过饱和度不同,从而导致晶体的成核和生长方式不同所致。在pH=11.04、MEA浓度为1.6M、反应温度在90℃时,溶液中的过饱和度适中,ZnO晶体的形成主要是在溶液中发生2D层状成核,依靠层状六边形团簇在C轴方向上叠加的方式生长,所形成的ZnO为规则的六边形纳米棒。TEM和XRD的结果证明是具有高度C轴方向取向的单晶结构。本工作采用两种常见的液相化学法均得到了具有良好纳米结构的ZnO薄膜。通过控制溶胶-凝胶法高温热处理阶段常被忽略的参数—升温速率,制备出纳米棒状AZO薄膜,使得薄膜的结晶性和导电性明显提高,这为改善TCO材料的电学性能提供了一种新的途径。通过低温水溶液法仅用廉价的KMnO4溶液活化衬底,在缺少种子层的情况下制备出ZnO纳米棒阵列薄膜,并通过调节溶液中的过饱和度,获得了具有高度垂直取向单晶结构的ZnO,这也为制备优质的ZnO纳米棒阵列薄膜提供了更简洁的方法。