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《电子科技大学》 2010年
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ZAO膜和ZnO纳米阵列制备及应用研究

韦新颖  
【摘要】: 氧化锌(ZnO)是一种II-VI族直接、宽禁带化合物半导体材料,具有优越的光电性质。室温下,ZnO具有高的激子束缚能(60 meV),N型导电性易通过施主元素掺杂实现,并且容易制备具有各种形貌特征的纳米阵列。因此,近年来氧化锌及氧化锌基材料被广泛的应用于各种光电器件的研究之中。 本文采用直流反应溅射的方法在K9玻璃衬底上沉积了AZO薄膜,研究了制备工艺参数如:氧气浓度、溅射功率、衬底温度、气体流量对薄膜结构及光电性质的影响。EDS能谱和X-射线衍射谱分析表明铝元素被有效的掺进ZnO的晶格中,薄膜具有纤锌矿结构并沿c轴(002)方向择优生长,铝元素的掺入造成晶格发生一定程度的畸变,是导致薄膜存在平面应力的原因之一。氧气浓度是制备优质AZO透明导电薄膜的关键,适当的溅射功率、衬底温度和气体流量可以降低薄膜的内应力,所制备薄膜电阻率在10-4Ω?cm量级,可见光透过率大于90%。 在AZO膜基片上,利用水热工艺研究制备了ZnO纳米阵列,SEM表征结果显示,90°C水温,一定浓度的乙酸锌的水溶液反应3小时可生长出形状规则的氧化锌纳米晶体,六亚甲基四胺溶于水可缓慢提供OH-,随着浓度增加还表现为对氧化锌非极性面的吸附作用,适当浓度的乙酸锌和六亚甲基四胺混合溶液可生长出规则形状的纳米棒、片状阵列。4200-SCS I-V测试结果表明AZO与ZnO纳米阵列之间具有良好的电接触,UV-1700分光光度计表征结果表明该复合膜的吸收限接近氧化锌体材,且由于存在缺陷能级吸收、纳米材料多界面散射等因素,其可见光透过率低于80%。 在上述基础上,针对glass/AZO/n-ZnO/a-Si:H/M异质结太阳能电池的结构、电学、光学性质做了理论分析,为该课题的进一步开展积累一定的基础。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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1 赵启义;基于ZnO薄膜的非晶硅太阳电池的研究[D];电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
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3 吴自勤;权威作者 新颖材料[N];中华读书报;2001年
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10 谷威;基于阳极氧化铝模板的有序纳米阵列及其在拉曼检测中的应用[D];苏州大学;2012年
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