太陽能用透明導電azo薄膜的研究【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述通信工程通信工程太陽能用透明導電太陽能用透明導電AZOAZO薄膜的研究薄膜的研究摘要：氧化鋅摻鋁（AZO）透明導電薄膜是一種重要的功能性材料。在可見光的范圍內(nèi)，有著很高的透射率，在高溫條件下化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易與氫和氫離子發(fā)生反應，不會使太陽能電池材料活性降低。材料來源豐富，價格便宜，在太陽能，光電傳感，液晶顯示，雷達通信等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。目前制備AZO膜的方法有磁控濺射法，化學氣相沉積法，溶膠凝膠

2、法等。溶膠凝膠法是制備薄膜的一種比較經(jīng)典的技術(shù)，一般以醋酸鋅和氯化鋁為原料使鋅的化合物沉積出來，制成涂層并退火，制成的薄膜均勻性好，對襯底附著力強，且制備條件相對緩和，無需真空，適合工業(yè)生產(chǎn)。關(guān)鍵字：AZO；太陽能；光電傳感；溶膠凝膠法。引言：AZO薄膜的制備技術(shù)發(fā)展非?？?，有直流磁控濺射法，射頻磁控濺射法，化學氣相沉積法，溶膠凝膠法等[1]。因為其在真空條件下的制備條件非?？量?，設(shè)備昂貴，操作復雜，所以如何實現(xiàn)低成本，大規(guī)模生產(chǎn)是一個

3、熱門的研究課題。而溶膠凝膠法無需真空設(shè)備，成本低，適合批量生產(chǎn)。本課題主要研究的是室溫下不同的Al3摻雜濃度對導電薄膜導電率的影響，以及實驗溫度，溶膠濃度對薄膜的導電性能的影響，最終確定最佳的Al3摻雜濃度和反應條件。研究的背景及意義：伴隨著太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，透明導電氧化物薄膜隨之發(fā)展起來。此類薄膜具有電阻率低，可見光區(qū)的透射率高等優(yōu)良的光電特性，在太陽能電池，平面顯示，雷達，傳感器等光電領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。薄膜太陽能電池可以廣泛的

4、應用于通信電子產(chǎn)品中，節(jié)省了寶貴的能源，而且無污染。在山區(qū)或者偏僻的地方，通信電子產(chǎn)品往往受到?jīng)]有電源的困擾，而薄膜太陽能電池的應用恰好可以解決這個問題。在通信領(lǐng)域的信息接收方面，AZO薄膜良好的光電特性可以用于光電傳感器，薄膜將光電電子器件和傳統(tǒng)的硅平面工藝相結(jié)合，具有良好而穩(wěn)定的化學和物理特性，可廣泛應用于光電探測，傳感器和光通信領(lǐng)域。所以研究AZO透明導電薄膜的性能和最佳制作工藝具溶膠凝膠法的基本工藝如圖11所示[6]:水解聚縮陳

5、化涂層干燥熱處理圖11溶膠凝膠法基本工藝過程示意圖第一步制取包含金屬醇鹽的均相溶液，保證醇鹽水解反應在分子水平進行。因為金屬醇鹽在水中溶解度不大，所以一般選取醇作為溶劑。催化劑對反應的各個部分如水解、縮聚和陳化等都有重要的影響。為保證溶液良好的均相性，在制備過程中需要長時間的攪拌。第二步就是制備溶膠。制備溶膠一般有兩種方法：顆粒法和聚合法，這兩者的差別是加水量的不同。顆粒法是加入大量水，使前驅(qū)體充分水解而后形成溶膠；聚合法加水量很少，是

6、在控制水解條件下使水解產(chǎn)物和醇鹽分子聚合而成的。第三步是制備濕凝膠。溶膠在容器中長時間放置，由于縮聚反應進行或溶劑蒸發(fā)導致凝膠陳化。陳化過程中，膠體粒子逐漸形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，整個溶膠體系失去流動特性，制品的涂膜，澆注等可在這期間完成。第四步是凝膠的干燥，由于濕凝膠包含大量液相組分，會在干燥過程中伴隨極大的體積收縮變化，從而引起開裂，因此要嚴格地控制干燥條件。第五步是對干凝膠進行熱處理，制備成品。在熱處理過程中，會發(fā)生凝膠的致密化過程，由于凝

7、膠的高活性和高比表面積，其燒結(jié)溫度通常比粉料胚體低幾百度，因此可以采用熱壓燒結(jié)工藝以提高成品質(zhì)量[8]。實驗樣品的分析與檢測：采用紫外可見分光光度計（UVVis）、拉曼光譜和電阻測試裝置對實驗樣品進行分析與檢測。紫外可見分光光度計（UVVis）：物質(zhì)吸收光譜其本質(zhì)是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光的能量，在對應能量的影響下發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷而導致的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子