快速定向凝固Fe-Ga合金熱處理組織的演化與性能的文獻(xiàn)綜述怎么寫(xiě)?
快速定向凝固Fe-Ga合金熱處理組織的演化與性能的文獻(xiàn)綜述怎么寫(xiě)?【專(zhuān)家解說(shuō)】: 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 文獻(xiàn)綜述 院 (系): 專(zhuān) 業(yè): 班 級(jí): 學(xué)生姓名:
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03 文字通順、精練、可讀性和實(shí)用性強(qiáng)
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2 XXXX 三號(hào)黑
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參 考 文 獻(xiàn)
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[要求按國(guó)標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》書(shū)寫(xiě),例如:]
[1] 袁慶龍,候文義.Ni-P合金鍍層組織形貌及顯微硬度研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2001,32(1):51-53 .(宋體五號(hào),行距固定值20磅)
[2] 劉國(guó)鈞,王連成.圖書(shū)館史研究[M].北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.
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FTO透明導(dǎo)電薄膜的濺射法制備
1 前言
為了更好的開(kāi)展畢業(yè)論文及畢業(yè)實(shí)驗(yàn)工作,在查找和閱讀與《DSSC用FTO透明導(dǎo)電玻璃的濺射法制備》相關(guān)的文獻(xiàn)和資料,完成撰寫(xiě)了本文獻(xiàn)綜述。隨著科技的日趨成熟,導(dǎo)電玻璃的制備方法也越來(lái)越成熟,種類(lèi)也衍生得越來(lái)越多。
本文章將對(duì)國(guó)內(nèi)外的制備方法,種類(lèi),發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),工藝性能,退火處理對(duì)性能的影響等方面做一簡(jiǎn)要介紹。
2透明導(dǎo)電玻璃的種類(lèi)及制備方法簡(jiǎn)介
2.1透明導(dǎo)電玻璃的種類(lèi)
2.1 .1 TCO導(dǎo)電玻璃
TCO(Transparent Conductive Oxide)玻璃,即透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃,是指在平板玻璃表面通過(guò)物理或化學(xué)鍍膜方法均勻的鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜而形成的組件.主要包括銦、錫、鋅、鉻的氧化物及其復(fù)合多元氧化物薄膜材料。
2.1.2 ITO透明導(dǎo)電玻璃
ITO透明導(dǎo)電玻璃全稱(chēng)為氧化銦錫(Indium-Tin Oxide)透明導(dǎo)電膜玻璃,多通過(guò)ITO導(dǎo)電膜玻璃生產(chǎn)線(xiàn),在高度凈化的廠房環(huán)境中,利用平面磁控技術(shù),在超薄玻璃上濺射氧化銦錫導(dǎo)電薄膜鍍層并經(jīng)高溫退火處理得到的高技術(shù)產(chǎn)品。 ITO玻璃產(chǎn)品廣泛地用于液晶顯示器(LCD)、太陽(yáng)能電池、微電子ITO導(dǎo)電膜玻璃、光電子和各種光學(xué)領(lǐng)域。
2.1.3FTO透明導(dǎo)電玻璃
FTO透明導(dǎo)電玻璃為摻雜氟的SnO2導(dǎo)電玻璃(SnO2:F),簡(jiǎn)稱(chēng)為FTO。FTO玻璃可以做為ITO導(dǎo)電玻璃的替換用品,廣泛用于液晶顯示屏,光催化,薄膜太陽(yáng)能電池基底等方面,市場(chǎng)需求極大. FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太陽(yáng)能電池,電致變色和光催化方面對(duì)其透光率和導(dǎo)電率都有很高的要求,其綜合性能常用直屬FTC來(lái)評(píng)價(jià):FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光學(xué)應(yīng)用方面,則要求其對(duì)可見(jiàn)光有好的透射性和對(duì)紅外有良好的反射性。對(duì)其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面積大、重量輕,④易加工、耐沖擊。
2.2FTO透明導(dǎo)電玻璃制備方法
FTO透明導(dǎo)電玻璃的制備方法有,物理方法:濺射法、真空蒸發(fā)鍍膜法、離子輔助沉積鍍膜法等;化學(xué)方法:噴霧熱解法、溶膠-凝膠法和化學(xué)氣相沉積法等。目前適合批量生產(chǎn)且研發(fā)較多的有真空蒸發(fā)鍍膜法、磁控濺射法、化學(xué)氣相沉積法和噴霧熱解等方法![1]化學(xué)氣相沉積法和真空鍍膜法制備的薄膜和玻璃基板的結(jié)合強(qiáng)度不夠,溶膠-凝膠法制備的導(dǎo)電薄膜電阻較高。適合于批量生產(chǎn)且已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)的工藝,只有磁控濺射法和溶膠-凝膠法。特別是,濺射法由于具有良好的可控性和易于獲得大面積均勻的薄膜。
2.2.1磁控濺射法鍍膜:
濺射鍍膜(sputtering deposition)是指用離子轟擊靶材表面,使靶材的原子被轟擊出來(lái),濺射產(chǎn)生的原子沉積在基體表面形成薄膜。濺射鍍膜有二級(jí)、三級(jí)或四級(jí)濺射、磁控濺射、射頻濺射、偏壓濺射、反應(yīng)濺射、離子束濺射等裝置。
目前最常用的制備CoPt 磁性薄膜的方法是磁控濺射法。磁控濺射法是在高真空充入適量的氬氣,在陰極(柱狀靶或平面靶)和陽(yáng)極(鍍膜室壁) 之間施加幾百K 直流電壓,在鍍膜室內(nèi)產(chǎn)生磁控型異常輝光放電,使氬氣發(fā)生電離。氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面,將靶材表面原子濺射出來(lái)沉積在基底表面上形成薄膜。通過(guò)更換不同材質(zhì)的靶和控制不同的濺射時(shí)間,便可以獲得不同材質(zhì)和不同厚度的薄膜。磁控濺射法具有鍍膜層與基材的結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點(diǎn)。
2.2.2真空蒸發(fā)鍍膜:
真空蒸發(fā)鍍膜(vacuum vapor deposition)是在工作壓強(qiáng)低于10-2 Pa,用蒸發(fā)器加熱物質(zhì)使之汽化蒸發(fā)到基片,并在基片上沉積形成固態(tài)薄膜的一種工藝方法。真空蒸發(fā)的加熱方式主要有電阻加熱蒸發(fā)、電子束加熱蒸發(fā)、高頻加熱蒸發(fā)和激光加熱蒸發(fā)等。對(duì)于鍍制透明導(dǎo)電氧化物薄膜而言,其真空蒸發(fā)鍍膜工藝一般有三種途徑:(1)直接蒸發(fā)氧化物;(2)采用反應(yīng)蒸發(fā)鍍,即在蒸發(fā)金屬的同時(shí)通入氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成金屬氧化物;(3)對(duì)蒸發(fā)金屬鍍膜進(jìn)行氧化處理。
2.2.3溶膠-凝膠法:
溶膠-凝膠法(so1-gel)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的能代替高溫固相合成反應(yīng)制備陶瓷、玻璃和許多固體薄膜材料的一種新方法。它將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)鹽經(jīng)溶液、溶膠、凝膠而周化,再將凝膠低溫處理變?yōu)檠趸锏姆椒?,是?yīng)用膠體化學(xué)原理制各無(wú)機(jī)材料的一種濕化學(xué)方法。溶膠-凝膠工藝是一種制備多元氧化物薄膜的常用方法。按工藝可分為浸涂法和旋涂法。浸涂法是將襯底浸人含有金屬離子的前驅(qū)體溶液中,以均勻速度將其提拉出來(lái),在含有水分的空氣中發(fā)生水解和聚合反應(yīng),最后通過(guò)熱處理形成所需薄膜;而旋涂法則是通過(guò)將前體溶液滴在襯底后旋轉(zhuǎn)襯底獲得濕膜。
2.2.4化學(xué)氣相沉積法:
化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)是反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)薄膜沉積在加熱的固態(tài)襯底表面,是一種重要的薄膜制各方法。CVD法所選的反應(yīng)體系必須滿(mǎn)足:(1)在沉積溫度下,反應(yīng)物必須有足夠的蒸汽壓;(2)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物除了所需的沉積物為固態(tài)外,其余必須為氣態(tài);(3)沉積物的蒸汽壓應(yīng)足夠低,以保證能較好地吸附在具有一定溫度的基體上,但此法因必須制各具有高蒸發(fā)速率的銦錫前驅(qū)物而使生產(chǎn)成本較高。影響化學(xué)氣相沉積薄膜的工藝參數(shù)很多,包括基體溫度、氣壓、工作氣體流量和反應(yīng)物及其濃度等。
化學(xué)氣相沉積技術(shù)的主要特點(diǎn)包括:設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、靈活性強(qiáng);適合在各種形狀復(fù)雜的部件上沉積薄膜:由于設(shè)備簡(jiǎn)單,薄膜制備的成本也比較低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化學(xué)反應(yīng)特性以及能量撒活方式的影響。
2.2.5噴霧熱分解法:
噴霧熱分解法是化學(xué)法成膜的一種,其過(guò)程與APCVD法比較相似。它是將前驅(qū)體溶液在高壓載氣的作用下霧化,然后輸送到基片表面,在高溫作用下,前驅(qū)體溶液發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反應(yīng)副產(chǎn)物一般是通過(guò)氣相形式排出反應(yīng)腔。常用的高壓載氣主要有:壓縮空氣、氮?dú)狻鍤獾鹊?。但是由于壓縮空氣中常含有大量的水蒸氣,所以用氮?dú)庾鳛檩d氣的情形比較多。如果需要在基片表面上發(fā)生分解反應(yīng),基片溫度一般在300℃以上,在玻璃上制備FTO薄膜的基片溫度一般為500℃。影響最終薄膜性能的噴涂參數(shù)有:載氣壓力、前驅(qū)體溶液流量、基片溫度、噴口與基片的距離、噴槍移動(dòng)速度等等[2]。在成膜過(guò)程中基材的溫度、液體的流速、壓縮氣體的壓力以及噴嘴到基材的距離等參數(shù)均可實(shí)現(xiàn)精確控制[3]。
3 FTO透明導(dǎo)電玻璃的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)
3.1FTO透明導(dǎo)電玻璃的研究現(xiàn)狀
自1907年Badeker首次報(bào)道了熱氧化濺射的Cd薄膜生成半透明導(dǎo)電的CdO薄膜,引發(fā)了對(duì)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出現(xiàn)了硬度高,化學(xué)穩(wěn)定性好的SnO2基薄膜及綜合光電性能優(yōu)良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世紀(jì)80年代 。目前研究和應(yīng)用較多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大體系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,這些薄膜具有高載流子濃度(1018~1021cm-3)和低電阻率(10-3~1O-4Ω?cm),且可見(jiàn)光透射率8O%~90%,使這些薄膜已被廣泛應(yīng)用于平面顯示、建筑和太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)中。[4] 已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2類(lèi),ITO由于其透明性好,電阻率低,易刻蝕和易低溫制備等優(yōu)點(diǎn),一直是顯示器領(lǐng)域中的首選TCO薄膜。FTO薄膜由于其化學(xué)穩(wěn)定性好,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)在節(jié)能視窗等建筑用大面積TCO薄膜中,具有很大的優(yōu)勢(shì)[5]。
Sn02:F(FTO)摻雜體系是一種n型半導(dǎo)體材料,表現(xiàn)出優(yōu)良的電學(xué)和光學(xué)性能,并且耐腐蝕,耐高溫,成本低,化學(xué)穩(wěn)定性好,是現(xiàn)在研究較多,應(yīng)用范圍較廣的一類(lèi)TCO薄膜。苗莉等[6]采用噴霧熱解法,以NH4F、SnCl2?2H20為原料,在普通玻璃襯底上制備出了方塊電阻最低達(dá)到6.2Ω/口,可見(jiàn)光透光率為86.95%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均勻,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用噴霧熱解法,制備了不同厚度的FTO薄膜,最低電阻率達(dá)到3.91 X 10-4 Ω?cm。Moholkar等[8]采用噴霧熱解法,制備了不同摻F濃度的FTO薄膜,研究了氟的摻雜濃度對(duì)Sn02薄膜的光學(xué),結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響。中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所的戴松元小組[9、10]將FTO用于染料敏化太陽(yáng)電池的透明電極,并獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
射頻濺射:
射頻濺射的基本原理是射頻輝光放電。國(guó)內(nèi)外射頻濺射普遍選用的射頻電源頻率為13.56MHz,以防止射頻信號(hào)與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的相互干擾。通常直流濺射的基本過(guò)程是,從陰極發(fā)出的電子,經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的加速后獲得足夠的能量,可以使氣氛氣體發(fā)生電離。正離子在電場(chǎng)作用下撞擊陰極表面,濺射出陰極表面的原子、分子到襯底表面發(fā)生吸附、凝聚,最終成膜。
直流濺射不能用于絕緣體材料的薄膜制備,因?yàn)榻^緣材料在受到正離子轟擊時(shí),靶材表面的正離子無(wú)法中和,使靶表面的電位逐漸升高,導(dǎo)致陰極靶與陽(yáng)極問(wèn)的電場(chǎng)減小,當(dāng)靶表面電位上升到一定程度時(shí),可以使氣體無(wú)法電離,濺射無(wú)法進(jìn)行。而射頻濺射適合于任何一種類(lèi)型的阻抗耦合,電極和靶材并不需要是導(dǎo)體,射頻濺射非常適合于制備半導(dǎo)體、絕緣體等高熔點(diǎn)材料的薄膜。在靶材表面施加射頻電壓,當(dāng)濺射處于上半周時(shí),由于電子的質(zhì)量比離子的質(zhì)量小很多,故其遷移率很高,用很短時(shí)間就可以飛向靶面,中和其表面積累的正電荷,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣材料的濺射,并且在靶表面又迅速積累起了大量的電子,使其表面因空間電荷而呈現(xiàn)負(fù)電位,導(dǎo)致在射頻濺射正半周期,也可吸引離子轟擊靶材。從而實(shí)現(xiàn)了在電壓正、負(fù)半周期,均可濺射。磁場(chǎng)的作用是將電子與高密度等離子體束縛在靶材表面,可以提高濺射速度。[11]
用JPGF一450型射頻磁控濺射系統(tǒng)在玻璃襯底上制備SnO2:F薄膜,系統(tǒng)的本底真空度為10-3Pa.濺射所用陶瓷靶是由純度為99.99%SnO2和NH4F,粉末經(jīng)混合、球磨后壓制成坯,再經(jīng)1300℃燒結(jié)而成,靶中NH4F的重量比是1.78%,用純度為99.99% 的氬氣和氧氣作為工作氣體,由可控閥門(mén)分別控制氣體的流量。濺射過(guò)程中,控制真空室內(nèi)氬氣壓強(qiáng)為1Pa,氧分壓為0.5—1.5 Pa,靶與襯底間的距離為5cm.濺射功率為150W,濺射時(shí)間為25 min,襯底溫度為100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射線(xiàn)衍射(XRD)儀(CuKa輻射波長(zhǎng),0.154178 nm)測(cè)試樣品的結(jié)構(gòu),用APHM一0190型原子力顯微鏡(AFM)觀測(cè)樣品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)測(cè)量樣品的吸收譜,使用激發(fā)源為325 nm的He—Cd激光器的光譜儀測(cè)量樣品的室溫光致發(fā)光譜,使用普通的萬(wàn)電表測(cè)試它的導(dǎo)電性(前提是盡量保持測(cè)量條件的一致性)。
3.2FTO透明導(dǎo)電玻璃的應(yīng)用
FTO透明導(dǎo)電玻璃具有優(yōu)良的光電性能,被廣泛用于太陽(yáng)能電池的窗口材料、低損耗光波導(dǎo)電材料及各種顯示器和非晶硅太陽(yáng)能電池中作為透明玻璃電極等,與生活息息相關(guān)。
3.2.1在薄膜太陽(yáng)電池上的應(yīng)用
太陽(yáng)能電池是利用光伏效應(yīng),在半導(dǎo)體p-n結(jié)直接將太陽(yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)化成電能的一種光電器件。TCO薄膜是太陽(yáng)電池關(guān)鍵材料之一,可作為染料敏化太陽(yáng)電池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明電極,對(duì)它的要求是:具有低電阻率(方塊電阻Rsh約為15Ω/□);高陽(yáng)光輻射透過(guò)率,即吸收率與反射率要盡可能低;化學(xué)和力學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。在薄膜太陽(yáng)電池中,透明導(dǎo)電膜充當(dāng)電極,具有太陽(yáng)能直接透射到作用區(qū)域幾乎不衰減、形成p-n結(jié)溫度較低、低接觸電阻、可同時(shí)作為防反射薄膜等優(yōu)點(diǎn)。
3.2.2在顯示器上的應(yīng)用
顯示器件能將外界事物的光、聲、電等信息,經(jīng)過(guò)變換處理,以圖像、圖形、數(shù)碼、字符等適當(dāng)形式加以顯示。顯示技術(shù)的發(fā)展方向是平板化。在眾多平板顯示器中,薄膜電致發(fā)光顯示由于其主動(dòng)發(fā)光、全固體化、耐沖擊、視角大、適用溫度寬、工序簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),引起廣泛關(guān)注,并發(fā)展迅速。FTO薄膜具有可見(jiàn)光透過(guò)率高、電阻率低、較好的耐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性,因此被廣泛用作平板顯示器的透明電極。
3.2.3在氣敏元件上的應(yīng)用
氣體傳感器是把氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)變換成易處理的光、電、磁等信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件。半導(dǎo)體氣體傳感器是采用金屬氧化物或金屬半導(dǎo)體氧化物材料做成的元件,與氣體相互作用時(shí)產(chǎn)生表面吸附或反應(yīng),引起以載流子運(yùn)動(dòng)為特征的電導(dǎo)率或伏安特性或表面電位變化。二氧化錫薄膜氣敏器件具有靈敏度高、響應(yīng)速度和恢復(fù)速度快、功耗低等特點(diǎn),更重要的是容易集成。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,傳感器不斷向智能化、微型化方向發(fā)展。[13]
3.2.4在建筑幕墻玻璃及透明視窗上的應(yīng)用
噴霧熱解法制各的FTO薄膜能用于陽(yáng)光節(jié)能玻璃,對(duì)可見(jiàn)光高透射,但對(duì)紅外光高反射,其反射率大于70%。讓陽(yáng)光中可見(jiàn)光部分透過(guò),而紅外部分和遠(yuǎn)紅外反射。陽(yáng)光中的可見(jiàn)光部分對(duì)室內(nèi)采光是必需的,但可將紅外部分的熱能輻射反射回去,能有效調(diào)節(jié)太陽(yáng)光的入射和反射。利用FTO薄膜在可見(jiàn)光區(qū)的高透射性和對(duì)紅外光的高反射性,可作為玻璃的防霧和防冰霜薄膜。
3.3 FTO透明導(dǎo)電玻璃的發(fā)展趨勢(shì)
隨著LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驅(qū)動(dòng)或太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)變效率的提高,人們對(duì)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)薄膜的要求越來(lái)越嚴(yán)格,至少需要滿(mǎn)足如下條件:
(1)導(dǎo)電性能好,電阻率較低;
(2)可見(jiàn)光內(nèi)透光率較高:
(3)鍍膜溫度更接近室溫,能大面積均勻地鍍膜;
(4)膜層加工性能好,可以進(jìn)行高精度低損傷腐蝕;
(5)熱穩(wěn)定性及耐酸、堿性?xún)?yōu)良,硬度高;
(6)表面形狀良好,沒(méi)有針孔;
(7)價(jià)格較低,可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
目前,TCO薄膜已普遍達(dá)到下列水平:膜厚為500 nm的情況下電阻率在10-4 Ω?cm數(shù)量級(jí),在可見(jiàn)光區(qū)透光率達(dá)80%,載流子遷移率一般達(dá)到40cm2/(v?s)。雖然TCO薄膜的性能指標(biāo)可以滿(mǎn)足當(dāng)前應(yīng)用需要,但隨著器件性能的不斷提升,對(duì)TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些學(xué)者提出了TCO薄膜發(fā)展的一個(gè)量化的前景指標(biāo):禁帶寬度>3 eV,直流電阻率~5×10-5 Ω?cm,可見(jiàn)光段在自由電子作用下的吸收系數(shù)<2x103 cm-1,載流子遷移率>100 cm2/(v?s)。
幾十年來(lái),人們一直在努力提高透明導(dǎo)電薄膜的透明性和導(dǎo)電性。SnO2:F(TFO)透明導(dǎo)電薄膜由于其兼?zhèn)涞碗娮?,高的可?jiàn)光透過(guò)率,近紅外高的反射率,優(yōu)良的膜強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到人們的青睞,必將在平板顯示器件、建筑物玻璃和氣敏傳感器等眾多領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。利用濺射法制備FTO透明導(dǎo)電玻璃它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,操作方便,利于控制。成本較低,原料易得,但在制備過(guò)程中NH4F加熱分解放出有污染的氮氧化物和氨煙,這對(duì)以后商業(yè)化生產(chǎn)造成了很大的制約。所以對(duì)原料的改進(jìn)和污染的控制方面還有待開(kāi)發(fā)。
4 制備條件對(duì)膜結(jié)構(gòu)及光電性能的影響
長(zhǎng)安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院段理等做了磁控濺射制備銀摻雜ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及光電性質(zhì)研究實(shí)驗(yàn),發(fā)表了文獻(xiàn)[14],并在文獻(xiàn)14中得出了4.1——4.3的結(jié)論。
4.1制備條件對(duì)膜厚的影響
文獻(xiàn)中采用射頻磁控濺射法在玻璃襯底上制備了銀摻雜ZnO薄膜,當(dāng)薄膜淀積時(shí)間從30rain延長(zhǎng)到90min時(shí),薄膜的厚度幾乎按照線(xiàn)性關(guān)系從約270nm增加到820nm,即薄膜的淀積速率大致穩(wěn)定在9nm/min左右,為勻速生長(zhǎng)。濺射功率與膜厚呈線(xiàn)性增長(zhǎng),及沉淀速率與濺射功率大致呈線(xiàn)性關(guān)系。
4.2制備條件對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響
晶體質(zhì)量隨濺射功率的增大而降低,隨濺射氣壓的增大而降低。
4.3制備條件對(duì)膜光電性質(zhì)的影響
在固定濺射總氣壓的條件下,增大氧分壓可以增強(qiáng)薄膜的紫外發(fā)光強(qiáng)度,增大薄膜的載流子濃度。
4.4 退火對(duì)薄膜的影響
退火能顯著提高薄膜晶體質(zhì)量,并增強(qiáng)薄膜的PL發(fā)光強(qiáng)度和導(dǎo)電能力,其原因是退火能使銀離子完成對(duì)鋅離子的替代從而形成受主。[15]
5 退火后處理對(duì)膜結(jié)構(gòu)與成分的影響
光敏薄膜的光電、形貌性能與退火處理密切相關(guān),退火處理優(yōu)化了薄膜表面形貌、減小了光學(xué)能隙、增大了薄膜的導(dǎo)電率和載流子遷移率。光敏薄膜性能的優(yōu)化,有利于增大聚合物太陽(yáng)電池的填充因子、開(kāi)路電壓和短路電流,對(duì)于提高其能量轉(zhuǎn)換效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意義。[16]分別對(duì)較低氧分壓反應(yīng)磁控濺射制備的 薄膜進(jìn)行氧化性氣氛和惰性氣氛退火。通過(guò)XRD和SEM 分析,發(fā)現(xiàn)氧化性氣氛退火薄膜為表面多孔的金紅石結(jié)構(gòu) ,而惰性氣氛退火薄膜表面較為致密,結(jié)構(gòu)分析不僅觀察到金紅石結(jié)構(gòu)的 ,還發(fā)現(xiàn)了四方結(jié)構(gòu)的 。XPS表面分析進(jìn)一步表明,氧化性氣氛退火后,薄膜成分單一,未氧化的 完全氧化成穩(wěn)定的 ,而且具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的 薄膜表面吸附水很少。相對(duì)而言,惰性氣氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化學(xué)吸附氧和吸附水較明顯,薄膜的穩(wěn)定性降低。[17]
6 FTO導(dǎo)電玻璃制備相關(guān)參數(shù)
根據(jù)范志新等所提出的理論表達(dá)式: 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得到,SnO2:F(FTO)的最佳摻雜含量為2.54%[18]通過(guò)對(duì)比總結(jié),參考大量數(shù)據(jù),選擇濺射功率:100W,濺射壓力:5Pa,濺射時(shí)間:1.5h,濺射靶距:38mm[13、19]做產(chǎn)品。進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的選擇與優(yōu)化。
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