文档介绍：分类号: 博士学位论文编号: !Q29壁旦0705017 FTO透明导电薄膜表面处理及其复合膜的研究作者指导姓名教师李保家周明教授申请学位级别博士专业名称材料学论文提交日期 2012年1 1月论文答辩日期2012年12月学位授予单位和日期江苏大学 2012年12月答辩委员会主席评阅人 2012年1 2月 Classified Index:TN3 UDC: 537 Ph·D· Research on Surface Treatment ofFTO Transparent Conductive Films and FTO-posite Films By LiBaojia Maj or:Materials Science Supervisor: Ming December,2012 独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:名鞯勿f2,年f2,月***旧学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致, 允许论文被查阅和借阅,同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询,授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密囱。学位论文作者签名:荟徉缸 3,012年/2月2/尹日摘要摘要透明导电氧化物(TCO)薄膜具有良好的导电性、优异的透明度等光电特性, 已在光伏电池组件、平面显示器、触控面板、发光二极管(LEDs)、气敏传感器等不同领域获得了广泛应用。值得注意的是,TCO薄膜的透明度和导电性往往是矛盾和相互抑制的。而在应用于许多光电器件尤其是太阳能电池时,良好的综合光电性能是迫切需要的。为了满足高透明度和低方阻的应用需求,人们对TCO薄膜的研究除了集中于制备方法上外,还包括对制备好的TCO膜进行后续处理(如表面微纳米结构复合、热退火、激光退火)和双层/多层复合优化。在TCO薄膜中,掺***二氧化锡(FTO)薄膜成本相对较低(不含昂贵的铟元素),且热稳定性和化学稳定性好,近些年也得到了广泛的研究和应用。但是与掺锡氧化铟(ITO)薄膜相比,FTO薄膜的导电性略差,且相关工艺及后续处理研究不够深入,性能优化途径方面还有拓展空间,这些都需要材料学界的研究者进一步研究辨识和探讨。基于此,本文以FTO透明导电膜为对象,开展了表面金属微纳米粒子复合、热退火处理、表面激光处理、双层复合优化与后续处理等方面的研究,获得了一些有意义的结果。 1、采用直流磁控溅射法和管式炉内热退火处理的方法在FTO膜表面复合Ag 粒子结构,对比了不同基片材料表面Ag粒子形成的条件,重点讨论了退火温度、退火时间和原始Ag膜厚度对FTO膜表面Ag粒子的形成和形貌以及薄膜光电性能的影响。结果表明,与单晶硅和载玻片基片相比,FTO膜表面开始形成Ag粒子所需的退火温度更低,退火时间更短。实验中选用原始Ag膜厚度为200 nnl、退火温度为500℃左右、退火时间为20~30 min时可在FTO膜表面获得形态相对良好的Ag粒子,此时在薄膜透射率曲线上出现对应于Ag粒子表面等离子体共振吸收的透射峰。 2、采用管式炉中热退火的方法对FTO薄膜进行了退火处理,研究了不同的气氛条件、退火温度和退火时间等对薄膜结构、表面形貌及光电性能的影响,深入分析了造成这些影响的机理,并通过计算性能指数对各薄膜样品的综合光电性能进行了评价。结果表明,在氮气、空气和氧气中退火时,薄膜结晶性均得到一定江苏大学博士学位论文:FTO透明导电薄膜表面处理及其复合膜的研究的改善,但在氮气中退火后薄膜的综合光电性能最好。在氮气中退火时,退火时间对FTO膜透光率和方块电阻的影响不如退火温度的影响显著,且500℃下退火 20min后FTO膜的综合光电性能最好, 10—3Q~。 3、采用波长为532 nm的纳秒脉冲激光对FTO膜表面进行辐照处理,研究了激光能量密度和扫描速度对薄膜表面形貌、透光率和导电性的影响。结果表明, 激光能量密度和扫描速度适中可使FTO膜表面获得较好的退火效果,在激光作用区域