【摘要】：透明導電薄膜作為觸摸屏、平板顯示器和太陽能電池等光電器件的重要組成部分,其制備工藝直接影響到光電器件的成本和效率。與真空蒸鍍、濺射等物理方法相比,溶膠凝膠法在制備透明導電薄膜時,具有操作簡單、成本低廉、可大面積制備等優(yōu)勢,吸引了人們越來越多的關注。但是,傳統(tǒng)溶膠凝膠法制備透明導電薄膜的過程中,必須經(jīng)過高溫退火處理才能獲得良好光電性能,這極大地限制了此方法在柔性光電子領域中的應用。針對這一問題,我們使用自燃燒法與深紫外脈沖激光輻照相結合的方法,有效降低了溶膠凝膠法制備薄膜的溫度,在較低(200℃)退火溫度下,獲得了與商用ITO光電性質(zhì)相同的IZO透明導電薄膜。主要研究內(nèi)容如下:1、研究了自燃燒法制備IZO薄膜的過程中退火溫度和前驅(qū)體溶液In與Zn比例對薄膜的晶體結構和光電性質(zhì)的影響。獲得了IZO薄膜電阻率隨薄膜中In和Zn的摩爾比例的變化規(guī)律,確定了在In與Zn的優(yōu)化比例。通過熱重-差熱分析研究了自燃燒反應過程中IZO薄膜的放熱和失重與薄膜的電學性質(zhì)的關系。2、研究了深紫外激光輻照對自燃燒法制備的IZO薄膜光電性質(zhì)的影響。我們分別研究了深紫外激光輻照對不同In與Zn比例、不同退火溫度處理的IZO薄膜的光電性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)紫外激光輻照可有效提高薄膜的導電性,與未經(jīng)過激光輻照的樣品相比,電導率可提高一個量級。同時,還研究了激光輻照能量密度的變化對IZO薄膜結晶性,表面形貌以及光電性質(zhì)的影響。3、研究了深紫外激光輻照對IZO薄膜的作用機理。我們通過FTIR的測試分析,研究了深紫外脈沖激光輻照所引起的光、熱效應對IZO薄膜中的有機雜質(zhì)與羥基的去除作用。通過對比輻照前后IZO的XPS能譜,分析了深紫外激光輻照后薄膜中金屬與氧離子的化學鍵的變化情況及其對電學性質(zhì)的影響。利用深紫外激光輻照和自燃燒法相結合的方法,我們在200℃低溫退火條件下成功制備出電阻率為4.2×10~(-3)?cm,透過率為91.8%(在550 nm處)的IZO薄膜。表明該方法可有望應用于大面積、柔性光電器件的制備。
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2
【圖文】：

第一章 緒 論 透明導電薄膜簡介及應用透明導電薄膜(Transparent conductors)是一種在可見光波段具有高透過率，同時又兼好導電性的光電材料[1,2]。對于傳統(tǒng)導電薄膜而言，其光學透明性與導電性是不能兼，然而透明導電薄膜的打破了這一傳統(tǒng)的規(guī)律，因為其兼具高透過性與導電性的特透明導電薄膜在電子器件、傳感器、光學等許多領域都起著至關重要的作用，截止2016 年其市場份額約為 30 億美元。透明導電薄膜的發(fā)展可以追溯到上個世紀，圖 1-1明導電薄膜的發(fā)展進程。在 1902 年，人們首次研究生產(chǎn)的透明導電材料是 CdO 粉隨后在 1907 年，Bakdeker 使用氧化濺射法制備了第一個 CdO 透明導電氧化物薄膜隨后 R. Groth 組曾在 1969 年報道，使用噴霧法制備出透明導電 ITO 薄膜[4]，隨著的發(fā)展使得 ITO 薄膜的光電性能逐漸的提高[5-9]，至今 ITO 薄膜仍是透明導電薄膜的主力。

圖 1-2 透明導電薄膜在柔性光電子器件領域中的應用導電薄膜種類及研究進展明導電領域人們研究的材料種類主要有以碳材料為代表的二維材料，化物透明導電薄膜,如圖 1-3 所示。其中新型碳基材料透明導電薄膜近前碳材料主要以石墨烯和碳納米管為研究熱點，使用化學氣相沉積法有良好的導電性，同時也被成功應用到了柔性的光電子器件中，但石成本過高并且不能大面積生產(chǎn)等問題[23-26]。在 2004 年，Wu 組在 Sci有關于使用碳納米管作為透明電極的文章，收到了廣泛的關注[27]。但終無法克服碳納米管接觸電阻較大的問題，使碳納米管在透明導電領大限制[28,29]。米線因其具有價格低廉，可大面積制備，良好的光電性質(zhì)等優(yōu)勢成為008 年 Peter Peumans 等率先使用銀納米線制備出了導電性良好的透明電池中[30]。但金屬納米線作為透明導電薄膜仍存在很多問題，如納米[31

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 徐萬勁;磁控濺射技術進展及應用(上)[J];現(xiàn)代儀器;2005年05期

2 高國棉,陳長樂,王永倉,陳釗,李譚;脈沖激光沉積(PLD)技術及其應用研究[J];空軍工程大學學報(自然科學版);2005年03期

3 王兆陽,胡禮中,孫捷,孟慶端,蘇英美;激光分子束外延技術及其在氧化鋅薄膜制備中的應用[J];中國稀土學報;2003年S1期

4 敖育紅,胡少六,龍華,徐業(yè)斌,王又青;脈沖激光沉積薄膜技術研究新進展[J];激光技術;2003年05期

本文編號：2715639