專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高折射率氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
透明導(dǎo)電氧化物(Transparent Conductive Oxides, TC0)薄膜因具有低的電阻率、可見(jiàn)光區(qū)域高透射率、紅外光區(qū)高反射率以及紫外光區(qū)高吸收率等特點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，由于各類(lèi)新型光電器件特別是太陽(yáng)能光伏技術(shù)和固態(tài)照明技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得對(duì)高性能透明導(dǎo)電薄膜的研究不斷深入開(kāi)展。在透明導(dǎo)電氧化物薄膜TCO中，摻錫氧化銦透明導(dǎo)電薄膜(indium tinoxide, ITO)的技術(shù)是成熟的，但由于In、Sn等材料自然儲(chǔ)量少、制備工藝復(fù)雜、成本高、 有毒、穩(wěn)定性差，因此限制了它的廣泛應(yīng)用。不同元素(鋁、鎵、銦、硼、錫等)摻雜的氧化鋅(zinc oxide, ZnO)薄膜材料由于具有優(yōu)良的光電特性潛質(zhì)和低廉的原料成本,最有希望替代氧化銦錫薄膜作為透明電極應(yīng)用在平板顯示及太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域中。在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域中，薄膜硅太陽(yáng)能電池以其相對(duì)簡(jiǎn)單的制作過(guò)程，較為低廉的成本，已經(jīng)得到迅猛的發(fā)展。但是當(dāng)前大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的薄膜硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率只有89TlO%，是晶體硅太陽(yáng)能電池組件的一半左右，因此利用新的技術(shù)和工藝進(jìn)一步提升電池的效率并降低成本一直是科研人員和生產(chǎn)商追逐的目標(biāo)。對(duì)于薄膜硅太陽(yáng)能電池，提高硅層對(duì)光的吸收將有助于提高電池的電流密度，顯著影響電池的效率。由于光會(huì)在兩層不同的介質(zhì)處發(fā)生反射，兩介質(zhì)折射率相差越大，反射也越大。在superstrate型薄膜娃電池中,TCO薄膜的折射率(n I. 9)與娃薄膜的折射率(n 3. 4)相差很大，在界面處會(huì)有超過(guò)10%的光被反射，為了減弱界面處光的反射，提高組件光能利用率，采用具有一定絨度的TCO層是目前被普遍認(rèn)可的重要技術(shù)，其核心思想是改變TCO薄膜與硅薄膜之間的形貌，以增加光入射到硅薄膜中的幾率，但這并未減小由于折射率差而導(dǎo)致的反射。M. Berginski 等人(Properties of TiO2 layers as antireflection coatingfor amorphous silicon based thin-film solar cells, Proceedings of the 22ndEUPVSEC, September 3-7, Mailand Italy (2007)，p. 2079)公開(kāi)了一種解決方法，即使用濺射沉積的TiO2 (rT2. 5)薄膜作為中間減反層提高了單結(jié)a-Si與y C-Si的量子效率，但是TiO2電導(dǎo)率相對(duì)較低，該材料的引入使得電極的歐姆電阻增加，電池的填充因子降低，在一定程度上降低了組件效率。由此可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)具有較高折射率的TCO薄膜的制備，提高電池組件中TCO薄膜特別是ZnO基透明導(dǎo)電薄膜與Si薄膜的折射率匹配度對(duì)提升薄膜太陽(yáng)能電池的效率具有重要的意義。對(duì)于調(diào)節(jié)ZnO基透明導(dǎo)電薄膜折射率，研究者們進(jìn)行了不同的嘗試，Xue等人在其關(guān)于Al的摻雜濃度對(duì)AZO薄膜光學(xué)參數(shù)影響的文章中(參見(jiàn)Effects of Al dopingconcentration on optical parameters of ZnO:Al thin films by sol - gel technique,Physica B 381(2006)209-213)公開(kāi)了不同含量的Al摻雜對(duì)AZO薄膜折射率的影響，在紫外波段(以300nm處為例)，當(dāng)Al含量從0. 01mol%提高到lmol%時(shí)，折射率從 I. 6變?yōu)?I. 8，但在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(以550nm處為例)，折射率基本保持在 I. 6，沒(méi)有明顯變化，這說(shuō)明高含量的鋁摻雜不能提升薄膜的折射率。Caglar 等人(Effects of In, Al and Sn dopants on the structural andoptical properties of ZnO thin films, SpectrochimicaActa Part A 67 (2007) 1113 -1119)公開(kāi)了不同摻雜元素(In，Al，Sn)對(duì)ZnO薄膜折射率的影響，發(fā)現(xiàn)折射率在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(40(T800nm)為I. 9左右，沒(méi)有明顯變化，很難滿(mǎn)足實(shí)際的需求。Liu 等人(參見(jiàn) Influence of annealing on optical properties and surfacestructureofZnO thin films, Journal of Crystal Growth 287 (2006) 105-111)公開(kāi)了一種退火時(shí)間對(duì)折射率變化的影響，隨著退火時(shí)間的增加，薄膜折射率(550nm處)由 2. 0降低到U。從以上關(guān)于ZnO基薄膜折射率的文獻(xiàn)可以看出，雖然通過(guò)改變薄膜制備參數(shù)或者熱處理可以在一定程度上改變ZnO基薄膜的折射率，但對(duì)提升薄膜可見(jiàn)光范圍內(nèi)折射率卻沒(méi)有明顯的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，該制備方法可以提升所得到的導(dǎo)電薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的折射率，同時(shí)不會(huì)對(duì)薄膜其他性能產(chǎn)生較大影響。一種氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括(I)將混合氧化物粉體、水和高分子添加劑按照重量比100 4(T80 廣3的比例混勻以形成穩(wěn)定的衆(zhòng)料；所述的混合氧化物粉體以重量百分比計(jì)，組成為ZnO96 98%MaObI 2%TiO20 3%所述的Zn0、Ma0b 和 TiO2 純度均至少為 99. 99%，所述的 MaOb 選自 Al203、Ga203、In2O3或者B2O3中一種；所述的高分子添加劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸銨中的一種或兩種；(2)將步驟(I)得到的漿料經(jīng)除氣、成型、烘干后，經(jīng)冷等靜壓形成陶瓷坯體；(3)將步驟(2)得到的陶瓷坯體，在空氣氣氛下從室溫升溫到130(Tl50(rC下燒結(jié)120^480分鐘，冷卻后經(jīng)過(guò)機(jī)加工和打磨得到用于濺射的陶瓷靶材；(4)將步驟(3)得到的陶瓷靶材，采用磁控濺射的方法在玻璃基片上沉積，得到所述的導(dǎo)電薄膜，濺射過(guò)程的參數(shù)為基礎(chǔ)真空為lX10_4Pa飛X10_4Pa，濺射氣體為氬氣，濺射壓強(qiáng)0. 1-lPa，濺射功率密度為2 10W/cm2。薄膜折射率的大小除了與材料本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外還與其電學(xué)特性有關(guān)，所以在選擇摻雜元素時(shí)要考慮在不改變薄膜其他光電特性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)折射率的提高。本發(fā)明選用Ti作為提高ZnO基透明導(dǎo)電薄膜折射率的摻雜元素是因?yàn)?I)TiO2薄膜本身具有較高的折射率( 2. 5)，作為ZnO透明導(dǎo)電薄膜的共摻雜元素可使薄膜折射率在可見(jiàn)光波段產(chǎn)生明顯的變化；(2)Ti可以作為ZnO中較好的施主材料，每個(gè)Ti4+在取代Zn2+可以同時(shí)釋放兩個(gè)自由電子進(jìn)入導(dǎo)帶；(3)Ti02薄膜和ZnO薄膜具有相似的特性如都是寬帶系材料，都有較高的可見(jiàn)光透過(guò)率，都對(duì)紫外波段有強(qiáng)烈的吸收。本發(fā)明中得到的薄膜折射率的提高通過(guò)Ti的摻雜實(shí)現(xiàn)的，TiO2的重量百分比可以進(jìn)一步優(yōu)選為0. 2 3%。在磁控濺射技術(shù)中，靶材的選擇與制作十分重要，靶材在很大的程度上影響到薄膜的性能。在本發(fā)明中，原料的純度與成分對(duì)最后的靶材的性能有著較大的影響，需要嚴(yán)格控制，步驟(I)中的水為高純度的去離子水時(shí)制備得到的靶材質(zhì)量更符合要求；高分子添加劑起著分散劑的作用，促使物料顆粒均勻分散于介質(zhì)中，分子量范圍為2000飛000，本發(fā)明中的高分子添加劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸銨中的至少一種；本發(fā)明采用冷等靜壓法制得的坯體密度高且均勻，成本低；采用130(Tl50(rC的高溫?zé)Y(jié)可以避免助燒劑的添加，滿(mǎn)足了對(duì)靶材純度的要求。所述的ZnO的顆粒粒徑優(yōu)選為100 300nm,更優(yōu)選為200nm,所述的MaOb的顆粒粒徑優(yōu)選為10(T300nm，更優(yōu)選為200nm，所述的TiO2為單一的金紅石結(jié)構(gòu)，粉體的顆粒粒徑優(yōu)選為10(T300nm，更優(yōu)選為200nm。顆粒粒徑過(guò)大或者過(guò)小，都不易制得穩(wěn)定的漿料當(dāng)顆 粒粒徑過(guò)小的時(shí)候，吸水性太強(qiáng)，粘度很高，流動(dòng)性較差；當(dāng)顆粒粒徑過(guò)大的時(shí)候，材料的燒結(jié)活性降低，不利于得到致密陶瓷。所述冷等靜壓的壓力為10(T300MPa，時(shí)間為5 10min，壓力過(guò)低時(shí)候坯體不易致密，當(dāng)高于300Mpa時(shí)候，對(duì)提高坯體的密度作用不大，反而會(huì)使得坯體中的閉氣孔壓縮，當(dāng)壓力除去后閉氣孔重新擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致出模的坯體開(kāi)裂，所述的冷等靜壓的壓力進(jìn)一步優(yōu)選為250MPa。步驟(3)中所述的升溫過(guò)程如下從室溫5°C ^lO0C /min升到80(Tll0(rC下保溫60 120min，再經(jīng)I 2。。/min升溫到130(Tl50(TC，并保溫12(T480min，隨爐冷卻。在80(Tll0(rC下的保溫過(guò)程以及之后的緩慢升溫能夠徹底排除燒結(jié)過(guò)程中殘留的氣孔，使靶材更加致密與均勻，有效地提高了靶材的質(zhì)量。步驟(4)中所述的濺射功率密度為2-lOW/cm2，當(dāng)濺射功率增大時(shí)，濺射出的粒子能量增大，在摻雜比例一定的情況下，Ti對(duì)Zn的替代率得以提高，但是當(dāng)功率進(jìn)一步提高時(shí)，濺射出的部分靶材粒子具有很高的能量，在薄膜表面沉積時(shí)會(huì)損傷薄膜，濺射功率密度優(yōu)選為4 6W/cm2。步驟(4)所述的濺射壓強(qiáng)優(yōu)選為0. 6-0. 8Pa，更優(yōu)選為0. 6Pa。在靶材粒子飛向基片時(shí)，較高的氣體壓力意味著碰撞更多，能量損失更大，但同時(shí)也產(chǎn)生更多的濺射粒子，薄膜的沉積速率更快，濺射粒子還沒(méi)來(lái)得及遷移到能量較低的位置，釋放自身的能量，就被其它濺射粒子覆蓋，形成的薄膜應(yīng)力更大。步驟(4)所述濺射過(guò)程的濺射時(shí)間為60_180min，所得到導(dǎo)電薄膜的厚度與濺射時(shí)間有關(guān)，當(dāng)濺射時(shí)間為60-180min的時(shí)候，得到的導(dǎo)電薄膜的厚度為20(T800nm，此厚度適合應(yīng)用于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。本發(fā)明還提供了由該制備方法制備得到的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜具有C軸擇優(yōu)取向的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，膜厚為20(T800nm，折射率在可見(jiàn)光550nm處為I. 92^2. 05可調(diào)，可見(jiàn)光透過(guò)率(含襯底)均大于80%，電阻率5. 2X IO-4 Q * cm^39.3X10-4Q cm.從所得到的導(dǎo)電薄膜的XRD圖譜可以可知，薄膜具有明顯的(002)峰，這表明薄膜是具有(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，c軸垂直于襯底，Ti的摻入并沒(méi)有改變薄膜的結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)取向，很有可能是以替位原子的形式存在于ZnO結(jié)構(gòu)中的，對(duì)導(dǎo)電薄膜其他光電特性影響較小。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在(I)氧化鋅基薄膜代替氧化銦基薄膜，原料成本低廉，同時(shí)降低了毒性。(2)通過(guò)Ti元素的共摻雜可以調(diào)節(jié)ZnO基透明導(dǎo)電薄膜的折射率，同時(shí)不會(huì)對(duì)薄膜其他性能產(chǎn)生較大影響，應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池可以大大提高組件光能利用率。(3)該薄膜制備方法簡(jiǎn)單，適于大面積成膜，可以大規(guī)模應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。


圖I (a)為實(shí)施例I中濺射得到薄膜的XRD圖；·圖I (b)為實(shí)施例I中濺射得到薄膜的折射率圖；圖2 (a)為實(shí)施例2中濺射得到薄膜的XRD圖；圖2 (b)為實(shí)施例2中濺射得到薄膜的折射率圖；圖3 (a)為實(shí)施例3中濺射得到薄膜的XRD圖；圖3 (b)為實(shí)施例3中濺射得到薄膜的折射率圖；圖4 (a)為實(shí)施例4中濺射得到薄膜的XRD圖；圖4 (b)為實(shí)施例4中濺射得到薄膜的折射率圖；圖5 (a)為實(shí)施例5中濺射得到薄膜的XRD圖；圖5 (b)為實(shí)施例5中濺射得到薄膜的折射率圖；圖6 (a)為實(shí)施例6中濺射得到薄膜的XRD圖；圖6 (b)為實(shí)施例6中濺射得到薄膜的折射率圖；圖7為實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4中濺射得到的薄膜的折射率的對(duì)比圖；其中,XRD圖的橫坐標(biāo)2_Theta(Deg.)代表衍射角(2 0 ),縱坐標(biāo)Intensity(a. u.)代表衍射強(qiáng)度；折射率圖橫坐標(biāo)Wavelength (nm)代表波長(zhǎng)(納米)，縱坐標(biāo)Refractive index代表折射率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I(I)將市購(gòu)純度為99. 99%的ZnO、Al2O3粉末按著重量比98 2混合后得到混合氧化物，將混合氧化物、高純?nèi)ルx子水和聚丙烯酸按照重量比100 40 I的比例放入球磨罐中，球磨4小時(shí)后，形成穩(wěn)定的漿料。(2)將步驟(I)中的漿料經(jīng)真空除氣后注入石膏模具中，靜置5h后將石膏模具放入干燥箱中，在50°C下干燥成型，待生坯的水分完全烘干后取出并經(jīng)250MPa冷等靜壓5min后形成陶瓷還體。(3)將步驟(2)的陶瓷坯體送入高溫?zé)Y(jié)爐，在空氣氣氛下從室溫5°C /min快速升到800°C下保溫60min，再經(jīng)2V /min升溫到1400°C下燒結(jié)480分鐘，冷卻后取出，并經(jīng)過(guò)常規(guī)的機(jī)加工和打磨得到用于濺射的ZnO = Al2O3 (AZO)靶材。(4)選用康寧玻璃作為基片，對(duì)基片用超聲波和丙酮清洗一次。將步驟(3)的靶材和清洗過(guò)的基片送入射頻磁控濺射儀(J-sputter 8000, Japan)中，基礎(chǔ)真空為4X10_4Pa，濺射氣壓0. 6Pa，濺射氣體為99. 99%的氬氣，射頻濺射功率密度為5W/cm2，濺射時(shí)間為60min，膜厚約為250nm。所制備的AZO薄膜的電阻率5. 2 X 10_4 Q cm，可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均透過(guò)率(含襯底)85.53%。薄膜的XRD如圖I (a)所示，薄膜具有明顯的(002)峰，表明薄膜是具有(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，c軸垂直于襯底。圖I (b)為制得的AZO薄膜的折射率，從圖中可以得到在中心波長(zhǎng)550nm處薄膜的折射率為I. 92。實(shí)施例2 將純度為99. 99%的211041203，1102粉末按著重量比98 I I混合后得到混合氧化物，按照與實(shí)施例I相同的方法，制備相應(yīng)的ATZO薄膜。所制備的ATZO薄膜電阻率為8 X 10_4 Q cm，可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均透過(guò)率(含襯底)
81.52%。薄膜XRD圖如圖2 (a)，薄膜具有明顯的(002)峰，表明薄膜是具有(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，c軸垂直于襯底，Ti的摻入并沒(méi)有改變薄膜的結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)取向。圖2 (b)所示為lwt%Ti02共摻雜ATZO薄膜的折射率，從圖中可以得到在中心波長(zhǎng)550nm處薄膜的折射率為I. 95。實(shí)施例3使用與實(shí)施例(2)相似的方法制備相應(yīng)的ATZO薄膜，不同之處在于ZnO，Al2O3,TiO2粉末的重量比為97 : I : 2。所制備的ATZO薄膜電阻率為1.5X10_3Q cm，可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均透過(guò)率為
82.73%。薄膜XRD如圖3 (a)，薄膜具有明顯的(002)峰，表明薄膜是具有(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，c軸垂直于襯底，Ti的摻入并沒(méi)有改變薄膜的結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)取向。圖3 (b)所示為2wt%Ti02共摻雜AZO薄膜的折射率圖，從圖中可以得到在中心波長(zhǎng)550nm處薄膜的折射率為1.98。實(shí)施例4使用與實(shí)施例(2)相似的方法制備相應(yīng)的ATZO薄膜，不同之處在于ZnO，Al2O3,TiO2粉末的重量比為96 : I : 3。所制備的ATZO薄膜電阻率為3. 93 X KT3Q cm，可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均透過(guò)率為(含襯底)82. 21%。薄膜XRD圖如圖4 (a)，薄膜具有明顯的(002)峰，表明薄膜是具有(002)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，c軸垂直于襯底，Ti的摻入并沒(méi)有改變薄膜的結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)取向。圖4 (b)所示為3wt%Ti02共摻雜AZO薄膜的折射率，從圖中可以得到在中心波長(zhǎng)550nm處薄膜的折射率為2. 05。實(shí)施例5(I)將市購(gòu)純度為99. 99%的ZnO, Ga2O3, TiO2粉末按著重量比98 I I混合后得到混合氧化物，將混合氧化物、高純?nèi)ルx子水和聚乙二醇按照重量比100 80 3的比例放入球磨罐中球磨4小時(shí)后，形成穩(wěn)定的漿料。( 2)將步驟(I)中的漿料經(jīng)真空除氣后注入石膏模具中，靜置IOh后將石膏模具放入干燥箱中，在50°C下干燥成型，待生坯的水分完全烘干后取出并經(jīng)250MPa冷等靜壓5min后形成陶瓷還體。(3)將步驟(2)的陶瓷坯體送入高溫?zé)Y(jié)爐，在空氣氣氛下從室溫5°C /min快速升到800°C下保溫60min，再經(jīng)2V /min升溫到1400°C下燒結(jié)480分鐘，冷卻后取出，并經(jīng)過(guò)常規(guī)的機(jī)加工和打磨得到用于濺射的Ga2O3和TiO2含量分別為lwt%、lwt%GTZ0靶材。(4)選用康寧玻璃作為基片，對(duì)基片一次用超聲波和丙酮清洗。將步驟(3)的靶材和清洗過(guò)的基片送入射頻磁控濺射儀中，基礎(chǔ)真空為4X 10_4Pa，濺射氣壓0. 8Pa，濺射氣體為99. 99%的氬氣，射頻濺射功率密度為4W/cm2，濺射時(shí)間為100分鐘，膜厚約為300nm。所制備的薄膜其XRD及折射率變化如圖5 (a)、(b)。實(shí)施例6使用與實(shí)施例(5 )相似的方法制備相應(yīng)的ATZO薄膜，不同之處在于ZnO，Ga2O3，TiO2粉末的重量比為97 : I : 2。 所制備的薄膜其XRD及折射率變化如圖6 (a)、(b)。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，包括 (1)將混合氧化物粉體、水和高分子添加劑按照重量比100 4(T80 廣3的比例混勻以形成穩(wěn)定的衆(zhòng)料； 所述的混合氧化物粉體以重量百分比計(jì)，組成為 ZnO96^98% MaOb1 2% TiO20 3% 所述的Zn。、MaOb和TiO2純度均至少為99. 99%，所述的MaOb選自Al2O3' Ga203、In2O3或 者 B2O3 ； 所述的高分子添加劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸銨中至少一種； (2)將步驟(I)得到的漿料經(jīng)除氣、成型、烘干后，經(jīng)冷等靜壓形成陶瓷坯體； (3)將步驟(2)得到的陶瓷坯體，在空氣氣氛下從室溫升溫到130(Tl500°C下燒結(jié)120^480分鐘，冷卻后經(jīng)過(guò)機(jī)加工和打磨得到用于磁控濺射的陶瓷靶材； (4)將步驟(3)得到的陶瓷靶材，采用磁控濺射的方法在玻璃基片上沉積，得到所述的導(dǎo)電薄膜，濺射過(guò)程的參數(shù)為基礎(chǔ)真空為I X 10_4Pa飛X 10_4Pa，濺射氣體為氬氣，濺射壓強(qiáng)0. 1-lPa，濺射功率密度為2 10W/cm2，濺射時(shí)間為60_180min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的ZnO顆粒粒徑為10(T300nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的MaOb顆粒粒徑為10(T300nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的TiO2為單一的金紅石結(jié)構(gòu)，顆粒粒徑為10(T300nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述冷等靜壓的壓強(qiáng)為10(T300MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述升溫的過(guò)程如下從室溫5°C ^lO0C /min升到80(Tll0(rC下保溫6(Tl20min，再經(jīng)I 2°C /min升溫到130(Tl500°C，并保溫12(T480min，隨爐冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的濺射功率密度為r6W/cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的濺射壓強(qiáng)為0. 6-0. 8Pa。
9.一種由權(quán)利要求I所述的方法制備的氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜具有C軸擇優(yōu)取向的多晶六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，膜厚為20(T800nm，折射率在可見(jiàn)光550nm處為I. 92^2. 05可調(diào)，可見(jiàn)光透過(guò)率大于80%，電阻率為5.2 X 10_4 Q cnT39. 3 X 10_4 Q cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜及其制備方法，將制得的漿料通過(guò)成型、冷等靜壓的方法得到陶瓷胚體，再通過(guò)調(diào)節(jié)燒結(jié)過(guò)程中的升溫程序得到高質(zhì)量的靶材，然后通過(guò)磁控濺射方法得到含鈦共摻雜的氧化鋅基導(dǎo)電薄膜，所得到的導(dǎo)電薄膜具有高的折射率，在硅基薄膜太陽(yáng)能電池中應(yīng)用可以提升與硅薄膜折射率的匹配度，減小光在界面處的反射，進(jìn)而提高電池效率。該方法制備含鈦共摻雜氧化鋅基透明導(dǎo)電薄膜所用的原料便宜，操作簡(jiǎn)單，適于規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的太陽(yáng)電池及光電應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102747334SQ20121017208
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者蘭品軍, 宋偉杰, 張賢鵬, 朱科, 楊曄, 魏鐵峰, 黃金華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所