衬底温度对反应磁控溅射W掺杂ZnO薄膜的微观结构及光电性能的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO（WZO）透明导电氧化物薄膜并研究了衬底温度对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明,WZO薄膜具有良好的（002）晶面择优取向,且适当的衬底温度是制备优质WZO薄膜的关键因素.随着衬底温度升高,薄膜表面粗糙度先增大后减小;衬底温度较高时,薄膜的结构致密,结晶质量好,电子迁移率高.当衬底温度为325℃时,WZO薄膜获得最低电阻率9.25×10^-3Ω·cm,方块电阻为56.24Ω/□,迁移率为11.8 cm² V^-1·s^-1,其在可见光及近红外区域（400—1500 nm）范围的平均透过率达到85.7%.     

柔性PI衬底上ITO薄膜的制备及性能研究

利用射频磁控溅射的方法在柔性PI衬底上制备ITO薄膜,通过SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射仪)、四探针测试仪、分光光度计,分析了通氧量、溅射功率、工作气压及衬底温度对ITO薄膜表面形貌、成膜质量和光电特性的影响。结果显示:在纯氩气环境下,溅射功率为200W,工作气压为1.5Pa,在衬底温度为185℃~225℃时,薄膜的光电特性最好,ITO薄膜的电阻率为3.64×10-4Ω·cm,透过率为97%。     

氧氩比对SnO2/Ag/SnO2透明导电膜光电性能的影响

在室温及不同的氧氩比条件下,采用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层,在载玻片衬底上制备出了SnO2/Ag/SnO2多层薄膜.用霍尔效应测试仪、四探针电阻测试仪和紫外-可见-近红外光谱仪等表征了薄膜的电学性质和光学性质.实验结果表明:当氧氩比为1:14时,所制得的薄膜的光电性质优良指数最大,为1.69×10-2 Ω-1;此时,薄膜的电阻率为9.8×10-5Ω·cm,方电阻为9.68Ω/sq,在400～800 nm可见光区的平均光学透射率达85％;并且,在氧氩比为1:14时,利用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层在PET柔性衬底上制备出了光电性质优良的柔性透明导电膜,其在可见光区的平均光学透过率达85％以上,电阻率为1.22×10-4Ωcm,方电阻为12.05Ω/sq.     

氧离子辅助反应蒸发法制备ITO薄膜的研究

采用氧离子辅助电子束反应蒸发工艺在K9玻璃基底上制备了性能优异的ITO薄膜.通过对薄膜方块电阻和透过率的测量分析,研究了基底温度、离子束流、沉积速率等工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响.发现升高基底温度有利于减小薄膜的短波吸收,但过高的基底温度会增加薄膜的电阻率,合适的沉积速率可以同时改善薄膜的光学和电学性能.在比较理想的工艺参数下制备的ITO薄膜的电阻率约为5.4×10-4Ω·cm,可见光(波长范围425～685 nm)平均透过率达84.8%,其光电性能均达到实用化要求.     

有机衬底SnO2:Sb透明导电膜的制备与特性研究

常温下,采用射频磁控溅射法在有机的柔性衬底上制备出了SnO2:Sb透明导电膜,并对薄膜的结构和光电性质进行了研究.制备的样品为多晶薄膜,并且保持了二氧化锡的金红石结构.性能良好的薄膜电阻率为6.5×10-3Ω·cm,载流子浓度为1.2×1020cm-3,霍耳迁移率是9.7cm2·V-1·s-1.薄膜在可见光区的平均透过率达到了85%. 关键词： 柔性衬底 SnO2:Sb透明导电膜 射频磁控溅射法     

Sr-F共掺杂的SnO2基透明导电薄膜

利用离子源辅助的电子束热蒸发技术研制了高性能的Sr-F共掺杂SnO2( SFTO)基透明导电薄膜。所制备的SFTO薄膜具有良好的导电性和透过率,电阻率低于3.9×10-3Ω·cm,380~2500 nm波段的平均透过率大于85%,功函数约为5.10 eV。 SFTO透明导电薄膜为非晶态薄膜,具有较好的表面平整度( Rq <1.5 nm)。与工业上F掺杂SnO2薄膜的衬底温度(>450℃)相比,本文所用的衬底温度仅为300℃,有望直接将SnO2基透明导电非晶薄膜制备到柔性的塑料( PI、PAR或PCO)衬底上以获得性能良好的柔性电极。     

碲化铋红外透明导电薄膜的制备与光电性能（特邀）

采用射频磁控溅射法在石英衬底和硒化锌衬底上制备了碲化铋薄膜,分别研究了薄膜厚度、退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和冷场发射扫描电子显微镜,分析了薄膜结构、成分和形貌。结果表明,退火有利于薄膜的结晶,且不改变晶体的择优取向。傅里叶变换红外光谱测试结果表明,在石英衬底和硒化锌衬底上沉积的薄膜,光学透过率随着薄膜厚度和退火温度的增加而减小,在硒化锌衬底上沉积的薄膜透过波段比石英长,且光学透过率更加稳定。霍尔效应测试结果表明,随着薄膜厚度和退火温度的增加,薄膜的电阻率逐渐减小,最小为1.448×10^-3Ω·cm,迁移率为27.400 cm²·V^-1·s^-1,载流子浓度为1.573×10²⁰ cm^-3。在石英衬底上沉积的15 nm厚的Bi₂Te₃薄膜,在1～5μm波段的透过率达到80%,退火200℃后透过率达到60%,电阻率为5.663×10^-3Ω·cm。在...     

掺铪氧化锌红外透明导电薄膜

采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了Hf∶ ZnO (HZO)薄膜,研究了氧气流速和退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响.为了提高薄膜的结晶性,将制备的薄膜在800℃下退火30 min,并自然冷却到室温.测试、分析了退火后薄膜的微观结构和光电性能.研究发现,随着氧气流速从0增加到0.6 mL/min,薄膜的致密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,而当氧气流速继续增大到0.8 mLL/min时,薄膜的结晶性恶化,电阻率突然升高.氧气流速为0.6 mL/min时制备的薄膜光电性能最佳,利用傅里叶红外光谱仪和霍尔测试仪进行测试,得到薄膜在3～5 μm波段的平均透过率为83.87％,电阻率为1.66×10-2 Ω·cm,载流子迁移率为13.4 cm2·V-1·s-1,载流子浓度为2.82×1019 cm-3.利用X射线衍射仪进行测试,发现薄膜样品具有ZnO的六方纤锌矿结构,并沿(002)方向择优生长,通过扫描电子显微镜可以看到薄膜表面生成致密均匀的球状结构颗粒.这种薄膜可以用作3～5 μm波段的透明窗口.     

牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管P型接触影响的研究术

本文通过在硅衬底发光二极管（LED）薄膜p-GaN表面蒸发不同厚度的Ni覆盖层,将其在N2：O2=4：1的气氛中、400℃-750℃的温度范围内进行退火,在去掉薄膜表面Nj覆盖层之后制备Pt／p-GaN欧姆接触层．实验结果表明：退火温度和Ni覆盖层厚度均对硅衬底GaN基LED薄膜P型欧姆接触有重要影响,Ni覆盖退火能够显著降低P型层中Mg受主的激活温度．经牺牲Ni退火后,P型比接触电阻率随退火温度的升高呈先变小后变大的规律,随Ni覆盖层厚度的增加呈先变小后变大随后又变小的趋势;经过优化后,当Ni覆盖层厚度为1．5nm,退火温度为450℃,Pt与p-GaN比接触电阻率在不需要二次退火的情况下达到6．1×10^-5Ω·cm。．     

硒化温度对共溅射法制备的CZTSSe薄膜与电池性能的影响

采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下制备的CZTSSe薄膜的结构、形貌、光电与太阳电池性能进行了表征与分析。结果表明,当硒化温度为580℃时,CZTSSe薄膜的结晶性最好,薄膜表面均匀致密且其电阻率和载流子浓度达到最小值和最大值,分别为1.57Ω·cm和8.2×10~(17)cm~(-3),该硒化温度下制备得到的CZTSSe太阳电池的短路电流和转换效率最高达到30.68 m A/cm~2和5.17%。相对于550℃和600℃硒化温度下的CZTSSe太阳电池,其光电转换效率分别提高了36%和6%。另外,随着硒化温度的升高,CZTSSe薄膜在XRD中的(112)峰位和Raman中的A1模式振动峰位都向小衍射角和短波数方向移动,薄膜的禁带宽度也从1.26 e V减小至1.21 e V。     

Ag缓冲层对ZnO:Al薄膜结构与光电性能的改善

在室温条件下,采用射频磁控溅射法在玻璃基底上制备出了一系列高质量的AZO薄膜和不同Ag缓冲层厚度的AZO/Ag/AZO复合薄膜.利用x射线衍射和原子力显微镜分别对薄膜的物相和表面形貌进行了表征;利用霍尔效应测试仪和紫外一可见光分光光度计等实验技术对薄膜的光电性能进行了研究.实验结果表明,Ag缓冲层厚度对AZO薄膜的晶体结构和光电性能影响较大.当Ag层厚度为10 nm时,AZO(30nm)/Ag(10 nm)/AZO(30 nm)薄膜拥有最优品质因子,为1.59×10~(-1)Ω~(-1),方块电阻为0.75Ω/□,可见光区平均透过率为84.2%.另外,薄膜电阻随温度的变化趋势呈现金属电阻随温度的变化特性,光电热稳定性较好.     

衬底温度对磁控溅射法制备的Ag/AZO绒面背反电极性能的影响

通过优化薄膜硅基太阳能电池的背反电极,使背反电极表面出现均匀的类金字塔结构,能够增大入射光在结区的有效光程,提高光子的捕获率,进而会提高薄膜硅基太阳能电池的光电转换效率.本文采用磁控溅射技术在载玻片上制得Ag/AZO(ZnO∶Al)导电薄膜.在控制其它溅射参量为最优化的情况下,研究了衬底温度对Ag/AZO导电薄膜光电性能及其表面形貌的影响.研究表明:随着衬底温度的增加,薄膜的雾度在可见光范围内先增大后减小;当衬底温度为500℃时,雾度取得最大值,在可见光范围内平均达到了95％以上;电阻率随着衬底温度的增加逐渐增大,且衬底温度超过500℃时电阻率急剧增大.在综合考虑其光电性能的情况下,实验得到当衬底温度为500℃时,所获得的叠层薄膜表面雾度值最好且电阻率很小,这将有助于改善太阳能电池的性能.     

衬底温度对磁控溅射法制备的Ag/AZO绒面背反电极性能的影响

通过优化薄膜硅基太阳能电池的背反电极,使背反电极表面出现均匀的类金字塔结构,能够增大入射光在结区的有效光程,提高光子的捕获率,进而会提高薄膜硅基太阳能电池的光电转换效率.本文采用磁控溅射技术在载玻片上制得Ag/AZO(ZnO∶Al)导电薄膜.在控制其它溅射参量为最优化的情况下,研究了衬底温度对Ag/AZO导电薄膜光电性能及其表面形貌的影响.研究表明:随着衬底温度的增加,薄膜的雾度在可见光范围内先增大后减小;当衬底温度为500℃时,雾度取得最大值,在可见光范围内平均达到了95%以上;电阻率随着衬底温度的增加逐渐增大,且衬底温度超过500℃时电阻率急剧增大.在综合考虑其光电性能的情况下,实验得到当衬底温度为500℃时,所获得的叠层薄膜表面雾度值最好且电阻率很小,这将有助于改善太阳能电池的性能.     

H_2气氛退火处理对Nb掺杂TiO_2薄膜光电性能的影响

采用电子束沉积方法,以钛酸锶(SrTiO3)为衬底制备铌(Nb)掺杂TiO2薄膜并研究后续H2气氛退火处理对其薄膜样品光电性能的影响.结果发现H2气氛热退火处理能有效改善Nb掺杂TiO2薄膜的导电率,最佳电阻率达到5.46×10-3Ω·cm,在可见光范围内的透光率为60%—80%.导电性能的改善与H2气氛退火处理后多晶薄膜的晶粒尺寸变大和大量的氧空位形成及H原子掺杂有关.     

氩气压强对射频磁控溅射ZnO：Al薄膜结构和性能的影响

以ZnO:Al2O3为靶材在石英玻璃衬底上射频磁控溅射制备多晶ZnO:Al(AZO)薄膜,通过XRD、AFM以及Hall效应、透射光谱等测试研究了RF溅射压强对薄膜结构、电学与光学性能的影响.分析表明:所制备的薄膜具有c轴择优取向,当压强为1.2Pa时薄膜的电阻率降至最低(2.7×10-3Ω·cm).薄膜在可见光区平均透射率高于90%,光学带隙均大于本征ZnO的禁带宽度.     

生长温度对Ga掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

在不同衬底温度(室温~750 ℃)条件下,采用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英玻璃和单晶硅(111)衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。结果显示:衬底温度的变化导致衬底表面吸附原子扩散速率和脱附速率的不同,从而导致合成薄膜结晶质量的差异,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最好的结晶特性;GZO薄膜中载流子浓度随衬底温度升高而单调减小的现象与GZO薄膜中的本征缺陷密切相关,晶界散射强度的变化导致迁移率出现先增大后减小的趋势,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最小的电阻率~0.02 Ω·cm;随着衬底温度的升高,薄膜载流子浓度的单调减小导致了薄膜光学带隙变窄,所有合成样品的平均可见光透过率均达到85%以上。采用PLD方法制备GZO薄膜,衬底温度的改变可以对薄膜的光电性能起到调制作用。     

快速退火对PLD法制备SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃基片上室温生长SnS薄膜,并在Ar气保护下分别在200,300,400,500,600℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计( UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,退火温度为400℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS特征拉曼峰。随着退火温度的升高,薄膜厚度逐渐减小,而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级,400℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300℃升高到500℃,电阻率由1.85×104Ω·cm下降到14.97Ω·cm。     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150 ℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250 ℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35 nm,随溅射功率密度的增大而变大|电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减|随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150 ℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.     

衬底温度对MOCVD法沉积ZnO透明导电薄膜的影响

研究了衬底温度对MOCVD技术制备的ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响. XRD和SEM的研究结果表明，衬底温度对ZnO薄膜的微观结构有显著影响，明显的形貌转变温度大约发生在175℃，低于175℃，薄膜呈镜面结构，晶粒为球状，高于177℃的较高温度范围，薄膜从“类金字塔”状的绒面结构演化为“岩石”状显微组织；随着温度增加，薄膜的晶粒尺寸明显增大.绒面结构的未掺杂ZnO薄膜具有17.96 cm²/V·s的高迁移率和3.28×10^-2 Ω·cm的低电阻率，对ZnO薄膜的进一步掺杂和结构优化有望应用于Si薄膜太阳电池的前电极. 关键词： MOCVD ZnO薄膜 透明导电氧化物 太阳电池     

衬底加热和电极修饰对提高有机场效应晶体管性能的影响

通过衬底加热和氧化钼(MoO3)修饰源漏极制备了并五苯有机场效应晶体管.研究了衬底温度和电极修饰层厚度对器件性能的影响.实验结果表明:当衬底温度为60℃、MoO3修饰层为10 nm时,器件性能获得了显著增强,场效应迁移率由原来的3.39×10-3 cm2/(V·s)提高到2.25 ×10-1 cm2/(V·s),阈值电压由12 V降低到3V.器件性能的改善归因于:衬底加热可以优化有源层形貌,改善载流子传输;而MoO3修饰层显著降低了电极与有源层之间的接触势垒,提高了载流子的注入.因此,衬底加热与电极修饰对于制备高性能有机场效应晶体管是不可或缺的优化手段.