ZnO∶Nb透明导电薄膜的制备及光电特性研究

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上沉积铌掺杂氧化锌(NZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及透射光谱等测试研究了溅射功率对薄膜结构、形貌以及光电性能的影响。实验结果表明NZO薄膜是多晶膜,具有ZnO的六角纤锌矿结构,最佳取向为(002)方向。溅射功率从40W增加到80W时,薄膜的电阻率迅速下降;功率超过80W时,电阻率趋于平稳。在溅射功率为100W时,电阻率具有最小值5.89×10-4Ω.cm,光学带隙具有最大值3.395eV。实验制备的NZO薄膜附着性能良好,在可见光范围内的平均透过率均超过86.6%。

Nb掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Nb掺杂ZnO(NZO)透明导电薄膜。为了研究薄膜厚度对薄膜性质的影响,制备了五个厚度分别为239 nm,355 nm,489 nm,575 nm和679 nm的样品。XRD结果表明,ZnO∶Nb薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,并且具有垂直于衬底的c轴择优取向。随着膜厚的增加,薄膜的结晶质量明显提高。当厚度从239 nm增加到489 nm时,平均晶粒尺寸从19.7 nm增加到24.7 nm,薄膜的电阻率持续减小;当厚度进一步增加时,晶粒尺寸略有减小,电阻率有所增加。本实验获得的最低电阻率为4.896×10-4Ω·cm。随膜厚的增加,光学带隙先增大后减小。所有薄膜在可见光区域的平均透过率均超过88.3%。

氩气压强对直流磁控溅射法制备ZnO∶Nb透明导电薄膜性质的影响

室温下,利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了铌掺杂氧化锌(NZO)薄膜,研究了溅射压强(2～12 Pa)对薄膜结构、残余应力、表面形貌及其光电性能的影响。X射线衍射测量结果表明,所有样品都具有c轴择优取向的六角纤锌矿多晶结构,薄膜应力随压强的增大而减小。扫描电镜表明,随着溅射压强的增大,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密。当溅射压强为10 Pa时,制备的ZnO∶Nb薄膜的最低电阻率可达3.52×10-4Ω.cm,残余应力为-0.37 GPa。压强由2 Pa增大到12 Pa时,光学带隙由3.29 eV增大到3.43 eV。紫外-可见透射光谱表明,所有薄膜在可见光范围内平均透过率均超过87%。

基于AZO/Ag/AZO透明导电薄膜的染料敏化太阳电池研究

采用化学气相沉积和直流溅射沉积方法成功制备了与基体附着力高的不同Pt厚度的Pt/碳纳米管(CNT)膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)分别对薄膜厚度和表面形貌以及膜层中Pt的含量进行了研究;通过电化学阻抗谱和循环伏安曲线分别对Pt和Pt/CNT对电极的光电催化性进行了研究。结果表明:CNT与基体具有良好的接触性,并且随Pt沉积时间的增加,Pt在CNT薄膜中的含量增加,染料敏化太阳电池(DSSC)的光电转化效率随Pt厚度的增加而增加;与单纯的Pt对电极相比,Pt/CNT对电极具有更高的活性比表面,更低的电子迁移电阻以及更高的还原电流密度;以Pt(80 nm)/CNT为对电极的DSSC具有最高的光电转化效率8.54%;另外,与Pt(80 nm)对电极相比,以Pt(40 nm)/CNT为对电极制备的DSSC具有更高的光电转化效率,因此,该新型对电极结构可大大节省贵金属Pt的用量,在DSSC的应用中具有很大的潜力。

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。