TCO玻璃的类型及特征探析.pptVIP

报告题目;目录;分标题; 透明导电氧化物薄膜一般为多晶膜，主要包括In、Sb、Zn和CA的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、电阻率低、可见光范围光透射率高和红外光谱区光反射率高等共同光电特性。 透明导电氧化物均为重掺杂、高简并半导体，半导化机理为化学计量比偏移和掺杂，其禁带宽度一般大于3eV，并随组分不同而变化。它们的光电性质依赖于金属的氧化状态以及掺杂剂的特性与数量，一般具有高载流子浓度(1018～1021 )，但迁移率不高，电阻率达 量级，可见光透射率为80％～90％。 透明导电氧化物薄膜的基本特性之一是良好的导电性。其导电性能主要是通过氧缺位和掺杂来提高。其中，氧缺位可以由化学计量偏离、改变生长和退火条件来实现；适当的掺杂不仅可以提高薄膜的电导率，还可以提高薄膜的稳定性。 透明导电氧化物薄膜的另一重要基本特性是对可见光的高透射率。透明导电薄膜一般具有大于可见光子能量(3.1eV)的光学禁带宽度，在可见光照射下不能引起本征激发，所以它对可见光透明，而且其光学带隙与载流子浓度密切相关。其实，透明导电薄膜对光线还具有选择性。人们发现：透明导电薄膜对可见光高透射，但对红外光高反射，其反射率70％。此外，透明导电薄膜的光电导会随表面吸附的气体种类和浓度不同而发生很大变化，它还具有对微波的衰减作用。 ; TCO的类型及特征 迄今为止，已发现的透明导电薄膜多数为n型半导体，主要有 、 和ZnO基三大体系及其组合而成的多元体系，但近年来也合成了不少具有P型导电特性的TCO材料。 FTO(SnO2︰F)：电阻率可达5.0×10-4Ω?cm，可见光透过率＞80%。 ITO(In2O3︰Sn)：电阻率可达7.0×10-5Ω?cm ，可见光透过率＞85% 。 ZAO(ZnO︰Al)：电阻率可达1.5×10-4Ω?cm ，可见光透过率＞80% 。 ; 基TCO薄膜 基TCO薄膜通常采用对纯 掺入氟、锑、磷、砷、碲、氯等元素而得到，为金刚石结构。其中，掺锑的SnOz薄膜(ATO)和掺氟的 薄膜(FTO)的光电性能更好，研究也更深入，特别是FT0性能更加突出。Ma．Honglei等采用APCVD法制备的FTO薄膜的电阻率可达 ，在可见光区的透射率大于90％。采用喷射热分解法制得了电阻率为 ，可见光区透射率达80％以上的ATO薄膜。FTO薄膜由于热稳定性和化学稳定性好、硬度高、原材料价格低廉和生产成本低等特点，在节能窗等建筑用大面积TCO)薄膜应用中，具有很强的优势。 ; 基TCO薄膜 基TCO薄膜中最有代表性的是掺锡的 薄膜(ITO)，它是目前研究和应用最广泛的透明导电氧化物薄膜，为立方结构晶型。ITO薄膜的最低电阻率介于 之间，可见光谱范围内平均光透射率达85％以上。其优异的光电性质使其成为具有实际应用价值的TCO薄膜，目前已形成了一定的商业生产规模，是平面液晶显示器件中不可或缺的平面透明电极材料。目前，ITO透明导电薄膜的年均需求已超过200万平方米。但是，由于铟为稀有元素，在自然界中贮存量少，价格较高，而且ITO应用于太阳能电池中时在等离子体中不够稳定。 ;ZnO基TCO薄膜 ZnO基TCO薄膜是ZnO掺入B、F和Al等元素而获得的一类TCO薄膜，其结构为六方纤锌矿型。目前，掺杂ZnO基薄膜的研究进展迅速，材料性能已可与ITO相比拟。其中对掺铝的ZnO薄膜ZnO：Al(AZO)研究得很广泛，其突出优势是原料易得，制造成本低廉，无毒，易于实现掺杂，且在等离子体中稳定性好，易刻蚀，能制作复杂的电极，因而有可能成为ITO的替代产品，尤其是在太阳能电池透明电极领域。Kim等使用含 达3％质量分数的靶材制备出了电阻率达 、透射率超过90％的AZO薄膜。由于ZAO薄膜性能