ZnO薄膜的光電性能張亞莉13723159ZnO薄膜的光電性質近年來，透明導電氧化物薄膜材料因其在光學、電學、壓電等方面的特性廣為人們所研究,ZnO薄膜就是其中一種。ZnO薄膜是一種重要的透明導電膜具有原材料廉價，無毒，化學性質穩定，易于制備，性能價格比高等優點。ZnO薄膜簡介ZnO薄膜的光電性質光電性質的影響因素ZnO薄膜的應用ZnO薄膜簡介氧化鋅是直接寬禁帶半導體材料，室溫下的禁帶寬度約3.3eV，大于可見光的光子能3.10eV，因此在可見光波段(400nm－800nm)ZnO的透射率很高。

此外，ZnO的一個突出特點是具有高達60meV的激子束縛能。ZnO薄膜主要用于太陽能電池，它與之前所用的氧化銦錫(ITO)和二氧化錫透明導電薄膜相比，生產成本低，無毒，穩定性高(特別是在氫等離子體中)，對促進廉價太陽電池的發展具有重要意義。

ZnO薄膜簡介ZnO薄膜簡介真空蒸發鍍膜法磁控濺射鍍膜法射頻反應電子鍍法脈沖激光沉積(PLD)分子束外延金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)化學氣相沉積法噴射熱解法溶膠－凝膠法制備方法化學法物理法第一，寬帶隙使ZnO在可見光波段(400~800nm)有高達80%的光學透過率，ZnO材料高激子結合能使其在室溫下的受激輻射能在較低閾值出現，是一種理想的紫外光發射材料。ZnO薄膜簡介ZnO薄膜的光電性質光電性質？第二，ZnO高熔點的物理特性(1975)℃，使其具有很好的熱化學穩定性。ZnO薄膜可在低于600℃下獲得，有利于降低設備成本，可大大減少高溫制備條件下產生的缺陷，提高薄膜質量。ZnO薄膜的光電性質光電性質？ZnO薄膜的光電性質第三，ZnO是至今為止Ⅱ-Ⅵ族半導體材料中最硬的一種，可以避免像其它Ⅱ-Ⅵ族材料在光發射器件應用中出現的增殖現象。光電性質？為分析ZnO薄膜的綜合光電特性，引入品質因子作為量化ZnO薄膜綜合光電特性的指標：式中FTC

,RS,T分別為樣品的品質因子，方塊電阻,透光率。其中Ｔ的取值為樣品在360~960nm波長范圍內的平均透光率。FTC的值越大,樣品的綜合性能越好.ZnO薄膜的光電性質蒸發鋁膜、導電漆膜、印制電路板銅箔膜等薄膜狀導電材料，衡量它們厚度的最好方法就是測試它們的方阻。什么是方阻呢？方阻就是方塊電阻，指一個正方形的薄膜導電材料邊到邊“之”間的電阻，如圖所示，即B邊到C邊的電阻值。方塊電阻有一個特性，即任意大小的正方形邊到邊的電阻都是一樣的，不管邊長是1米還是0.1米，它們的方阻都是一樣，這樣方阻僅與導電膜的厚度等因素有關。ZnO薄膜的光電性質（一）退火溫度（二）絡合劑（三）沉積溫度光電性質的影響因素退火溫度光電性質的影響因素在室溫下，采用直流磁控濺射法，以載玻片作為襯底，淀積出ZnO薄膜。在常壓氫氣氣氛中以不同溫度對樣品進行退火處理。制備方法：圖１不同退火溫度的ZnO薄膜的XRD圖譜Fig1XRDpatterns

oftheZnOfilmsannealedunderdifferenttemperatures光電性質的影響因素光電性質的影響因素圖2不同退火溫度樣品的透射光譜Fig2Theopticaltransmittancespectraofthesamplesannealedunderdifferenttemperatures光學性能光電性質的影響因素光電性質的影響因素圖3不同退火溫度樣品的方塊電阻Fig3Thesheetresistanceofthesamplesannealedunderdifferenttemperatures電學性能光電性質的影響因素表1各個樣品的FTC值Table1TheFTCvalueofthesamples光電性質的影響因素光電性質的影響因素光電性質的影響因素1隨著退火溫度的增加，ZnO薄膜的平均晶粒尺寸增加，結晶性越來越好；2ZnO薄膜的光電性能發生了改變，在360-960nm波長范圍內的透光率都有所下降，隨著退火溫度的增加，ZnO薄膜的方塊電阻逐步減小；3隨著退火溫度的增加，品質因子先增加后減小，當退火溫度為500℃時最大，即具有最佳綜合光電性能。結論：光電性質的影響因素絡合劑光電性質的影響因素在400℃預處理溫度下，以醋酸鋅為前驅體，分別以乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)為絡合劑，在普通玻璃載玻片上采用溶膠-凝膠技術成功地制備ZnO薄膜。制備方法：圖4在400℃下，以不同絡合劑制備的ZnO薄膜XRD譜圖(a.MEA;b.DEA;c.TEA)光電性質的影響因素光電性質的影響因素光吸收性能圖5在400℃下，以不同絡合劑制備的ZnO薄膜的UV—Vis譜圖(a.MEA;b.DEA;c.TEA)光電性質的影響因素光電性質的影響因素圖6在400℃下，以不同絡合劑制備的ZnO薄膜的光電流(a.MEA;b.DEA;c.TEA)光電性質的影響因素電學性能光電性質的影響因素3種絡合劑都成功地制備出了C軸擇優取向的ZnO薄膜，但制備的薄膜結構不同,并導致其性能有較大的差異。其中，以MEA為絡合劑制備的ZnO薄膜有較突出的C軸擇優取向,具有較高的光電流。光電性質的影響因素結論：沉積溫度光電性質的影響因素在較高溫度的非水溶液體系下,采用陰極電沉積法,用ZnCl2的二甲基亞砜溶液做電解液，在導電玻璃上制備了ZnO薄膜。制備方法：圖7不同沉積溫度下薄膜的XRD圖E1=180℃，E2=150℃，E3=120℃，E4=90℃光電性質的影響因素光電性質的影響因素圖8不同沉積溫度下薄膜的透射譜E1=180℃，E2=150℃，E3=120℃，E4=90℃光電性質的影響因素光學性能光電性質的影響因素圖9ZnO薄膜的面電阻值隨電解液溫度的變化E1=180℃，E2=150℃，E3=120℃，E4=90℃光電性質的影響因素電學性能光電性質的影響因素1隨電解液溫度的升高，薄膜的晶粒逐漸長大，但薄膜的禁帶寬度和面電阻減小了，當電解液溫度為180℃時制備的ZnO樣品的面電阻值最小為7.57×104。2除180℃沉積溫度下制備的樣品以外，其他溫度下制備的ZnO薄膜在可見光區域的透過率均接近甚至高于80％。光電性質的影響因素結論：ZnO晶體結構和光電特性，在光顯示、光照明、光存儲以及光探測等領域具有誘人的應用前景：ZnO薄膜的應用(1)太陽電池(2)全色大屏幕顯示器(3)照明工程(4)高密度存儲(5)紫外光探測器(6)與GaN互作緩沖層參考文獻[1]HusnaJ,AliyuMA,etal.InfluenceofannealingtemputeratureonthepropertiesofZnOthinfilmsgrownbysputtering[J].EnergyProcedia,2012,25:55-61.[2]ZhuMW,XiaJH.Heat-activatedStructuralEvolutionofSol-gel-derivedZnOThinfilms[J].JCrystGrowth,2008,310(4:816-823).[3]FahoumeM,Maghfoul(),AggourM,etal.GrowthandcharacterizationofZnOthinfilmspreparedbyelectrodepositiontechnique[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2006,9