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摘要： 采用射频磁控溅射在PMMA、PC等有机衬底和无机玻璃衬底上制备ITO透明导电膜。研究溅射功率对不同衬底上ITO膜电学性能与红外光谱的影响。无机玻璃衬底上,随溅射功率增加ITO膜电阻率降低,等离子吸收波长向短波方向移动;有机衬底上,在相同的溅射功率,有机衬底比无机衬底上ITO膜的载流子浓度低,电阻率前者比后者大。较高的溅射功率(≤130W)有助于有机衬底ITO膜致密度增加、氧空位增多,有机衬底和GLASS衬底上ITO膜载流子差距减小,进而电阻率差距减少。过高的溅射功率(>130 W)破坏有机衬底,其上ITO膜电阻率变大。
关键词: 有机衬底 ；铟锡氧化物 ；红外光谱 ；导电性能
被引量
8
摘要： 利用直流磁控溅射法在有机薄膜衬底和普通玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的ZnO:Al透明导电膜,对制备薄膜的结构和光学特性进行了比较研究。研究发现:铝掺杂的氧化锌薄膜是多晶膜,具有六角纤锌矿结构;在衬底温度为100℃,溅射压强1.0 Pa,氧氩比为1:2.58时,ZnO:Al薄膜具有(002)择优取向,晶化也比较好,在可见光区的平均透过率分别达到了77.6%和82%。
关键词: 有机衬底 ；氧分比 ；ZnO ；Al ；晶化
被引量
2
摘要： 利用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底和 70 59玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的低电阻率的ZnO :Al透明导电膜 ,对在低温 ( 2 5～ 2 1 0℃ )下制备薄膜的结构和光电特性进行了比较研究 .铝掺杂的氧化锌薄膜是多晶膜 ,具有六角纤锌矿结构 ,最佳取向为 ( 0 0 2 )方向 .薄膜的最低电阻率分别为 1 .0× 1 0 -3和 8.4× 1 0 -4 Ω·cm ,在可见光区的平均透过率分别达到了 72 %和 85%.
关键词: 有机衬底 ；ZnO:Al透明导电膜 ；玻璃衬底 ；低温磁控溅射 ；氧化锌 ；铝 ；膜结构
被引量
20
摘要： 利用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底和7059玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的低电阻率的 ZnO:Al透明导电膜。研究了薄膜的结构和光电特性与衬底温度的关系,薄膜为多晶纤锌矿结构,垂直于衬底的 c 轴具有[002]方向的择优取向,薄膜的最低电阻率分别为 1.01×10–3ù·cm 和 8.48×10–4ù·cm,在可见光区的平均透过率分别达到了72%和 85%。并研究了溅射偏压对有机衬底 ZnO:Al 薄膜结构及光电特性影响,最佳负偏压为 60 V。
关键词: ZnO:Al薄膜 ；衬底温度 ；溅射偏压 ；膜结构 ；光电性质
被引量
4
会议时间： 2010-10-16
摘要： 采用射频磁控溅射在PMMA、PC等有机衬底和无机玻璃衬底上制备ITO透明导电膜。研究溅射功率对不同衬底上ITO膜电学性能与红外光谱的影响。无机玻璃衬底上,随溅射功率增加ITO膜电阻率降低,等离子吸收波长向短波方向移动;有机衬底上,在相同的溅射功率,有机衬底比无机衬底上ITO膜的载流子浓度低,电阻率前者比后者大.较高的溅射功率(≤130W)有助于有机衬底ITO膜致密度增加、氧空位增多,有机衬底和GLASS村底上ITO膜载流子差距减小,进而电阻率差距减少。过高的溅射功率(>130w)破坏有机衬底,其上ITO膜电阻率变大。
关键词: 有机衬底 ；铟锡氧化物 ；红外光谱 ；导电性能
摘要： 通过大面积卷对卷工艺生产的AZO薄膜(ZnO:Al)具有质量轻,资源丰富,化学性质稳定,和成本低廉等优点,在薄膜太阳能电池,柔性电子显示器,柔性压电微型发电机和柔性传感器等众多领域具有广泛地应用前景。然而以有机聚合物为主的柔性衬底往往不耐高温,这极大的影响了高质量AZO薄膜的生长。此外,柔性AZO薄膜在实际生产使用中往往受到拉伸、弯折等应变而失效,不利于AZO薄膜的大面积低成本应用。因此,如何在柔性衬底上制备出光电性良好,且具有一定耐拉伸、耐弯折性的AZO薄膜,成为当下柔性电子领域的研究热点。本课题从优化柔性AZO透明导电薄膜光电性能和改善薄膜机械应变耐受性两方面展开研究。首先采用正交实验方案L9(34),探究多因素多水平薄膜沉积工艺对薄膜性能的影响,并引入信噪比的相关理论优化AZO薄膜制备工艺,降低其变异性,改善工艺的质量。研究表明,溅射时间对方块电阻(58.3%的贡献)与光学透射率(49.1%的贡献)均具有显着影响。采用灰色关联度分析方法进行多目标优化,并考虑溅射时间这一显著因素影响,获得最优工艺参数(溅射功率100W、溅射压强1.0Pa、溅射时间20min、衬底温度20℃)。为减少由于薄膜与柔性衬底间晶格适配度低而造成的薄膜缺陷,在柔性衬底与AZO薄膜之间引入含铝缓冲层以改善AZO薄膜性能。研究结果表明,Al缓冲层的引入使AZO薄膜方阻明显下降,但Al缓冲层的厚度对AZO薄膜光学透过率的非常敏感。而Al2O3缓冲层可以电离出部分Al3+代替Zn2+,细化AZO薄膜晶粒,优化AZO薄膜的性能。此外,本文探究不同H2/Ar比条件下,氢掺杂对AZO薄膜性能的影响,研究表明,适量的氢能够刻蚀薄膜中的弱键而改善薄膜缺陷,近一步优化AZO薄膜的光电性能。同时,鉴于柔性AZO透明导电薄膜在生产使用过程中往往受到拉伸和反复弯折等变形的作用而失效,为改善AZO薄膜的可靠性,本文在优化的溅射工艺条件下探究缓冲层的引入对薄膜的屈服强度与抗拉强度的影响。研究表明随着缓冲层的引入,AZO薄膜的抗拉伸强度与屈服强度明显增加,然而薄膜所承受极限应变逐渐减小。此外,本文采用一般全因子试验设计,系统地研究机械弯折应变对薄膜性能的影响。研究表明,弯折半径和弯折方向对AZO薄膜电学性能有着影响显著,而缓冲层的引入和弯折方向之间也存在一定的相互作用影响薄膜性能。对于反向弯折,缓冲层在一定弯折应变范围内改善了薄膜的耐反向弯折能力。而对于正向弯折,缓冲层可能优先AZO薄膜产生微裂纹,加速薄膜弯折裂纹的扩展,进而导致薄膜方阻增加。此外,柔性AZO薄膜在多次循环弯折时,薄膜方阻性能变化对弯折应变更加敏感,而且相同弯折条件下,正向弯折比反向弯折具有更好的可靠性。对于反向弯折,Al2O3缓冲层的引入是使膜层在一定应变范围内薄膜方块电阻变化率百分比明显减小,缓冲层在微裂纹发展成为主裂纹之后都起到了很好的限制作用,能够改善薄膜机械耐受性。综上所述,本文首先从优化具有多因素多水平的沉积工艺、引入缓冲层,进行氢掺杂等方面展开研究,成功在柔性PET衬底上沉积光电性能良好且均匀连续的AZO薄膜。当柔性AZO薄膜光电性能已达到工业应用标准后,又围绕柔性AZO薄膜在机械应变下的失效行为展开研究,改善高质量AZO薄膜的机械可靠性,为柔性AZO薄膜的大面积应用提供支撑。
关键词: AZO薄膜 ；正交实验 ；氧化铝缓冲层 ；氢掺杂 ；耐弯折特性
被引量
2
摘要： 能源是人类日常生产活动和社会发展必须依赖的动力来源。在全球应对能源短缺和气候变化的背景下,能源安全问题日益成为全人类共同关注的焦点。太阳能具有资源充足、经年累月无限供给、分布广泛、安全、清洁价廉、技术可靠等优点,光伏发电目前逐渐成为社会发展的重要能源技术。作为一种直接将太阳光能转化为电能的半导体器件,太阳电池发展出多种不同的材料和结构形式,比如基于无机半导体的单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉薄膜和砷化镓等类型。虽然其中的有代表性的太阳电池其能量转换效率已经非常接近肖克莱-奎伊瑟极限值（～33%）,但在现阶段其高昂的制造成本和生产消耗限制了其大规模的应用。随着有机太阳电池（Organic Solar Cells,OSCs）的出现和不断取得进步,其基础研发得到了全球科研人员的广泛关注,目前单结电池的最高能量转换效率已经超过19%。有机太阳电池光活性层取材来源广泛,具有化合物结构可设计性、材料质量轻、制造成本低、便于大面积制备和兼容柔性可弯曲衬底等突出优点。但同时需要指出,相对而言有机太阳电池的能量转换效率较低,并且存在稳定性亟待提高、透明导电衬底受资源制约严重等问题。要克服上述问题,在基础科研环节,进一步发展有前景的有机光伏材料,探索增强其性能持续提高的有效方法,开发不易受资源制约的适用于有机光伏大面积制备的导电电极,具有重要的意义。
本论文以有机太阳电池高效率器件的制备和工作机理的研究为出发点,尝试从电极层的优化、不同界面修饰层对器件性能的影响以及非富勒烯材料体系的能量损耗机制这三个层面,对有机太阳电池的器件结构优化及其光电转换过程背后包含的物理机制进行研究和探索,试图分析多层结构电极对器件性能的影响原因,并对基于近年迅速发展的非富勒烯受体材料体系性能提升的机理进行深入理解。具体内容如下:
1、通过优化氧流量、氧化镓厚度和热退火处理,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了高性能的镓掺杂氧化锌的GZO/Ag/GZO多层结构透明导电电极。在与最常用的氧化铟锡（ITO）电极的光学和电学性能的比较研究中,GZO/Ag/GZO电极显示出较低的方块电阻10.66Ω·sq-1,较高的平均可见光透射率90.04%和较高的品质因数（Fo M）328Ω-1。当用作经典富勒烯和非富勒烯有机太阳电池的透明导电电极（TCE）时,可以获得与由ITO电极制成的器件相当甚至更好的能量转换效率。鉴于其低成本、大规模生产的可及性,GZO/Ag/GZO电极可能是广泛应用于有机电子领域的良好候选者。
2、在室温下通过磁控溅射在玻璃衬底上沉积了铝掺杂氧化锌的AZO/Ag（Ti）/AZO、AZO/Ti/Ag/AZO和镓铝共掺氧化锌的GAZO/Ti/Ag/GAZO多层透明导电膜。研究了在不同功率下Ti和Ag共溅射以及将Ti作为Ag生长的种子层对多层薄膜光学、电学性能和结构的影响。此外,进一步研究了氧化物层和Ti/Ag层厚度对多层薄膜光电性能的影响。实验结果表明,Ti作为种子层改变了Ag的生长模式。AZO/Ti/Ag/AZO和GAZO/Ti/Ag/GAZO薄膜具有良好的光电性能。具有50 nm GAZO和12 nm Ti/Ag的多层膜方块电阻低至5.88Ω·sq-1,在可见光范围内的平均透射率高达94.38%,品质因数超过1000Ω-1。基于GAZO/Ti/Ag/GAZO电极的非富勒烯受体太阳电池器件光学模拟结果优于ITO的器件,因而有望实际应用于光电器件领域。
3、以两种高电导率的电极界面层——以苝二酰亚胺（PDI）为核心,氨基（PDIN）或氨基N-氧化物（PDINO）为末端取代基的材料,对三种不同活性层材料的有机太阳电池器件性能参数的影响出发,我们发现,不同界面层导致的非辐射复合损失有明显差异,是器件中开路电压存在差异的主要原因。分析表明,PDINO和活性层界面处的陷阱浓度更大,通过载流子受陷-脱陷释放过程,对光生载流子过程产生影响。相比之下,基于PDIN界面层的器件,其降低表面缺陷态的作用更显著,从而有效减少了陷阱辅助复合。
4、通过将多种经典富勒烯基受体材料和近年来快速发展的非富勒烯明星材料——稠环电子受体和Y系列受体的太阳电池器件研究对比,我们证明了有机半导体中注射依赖性的发射线形状主要与状态填充效应有关,其中光谱蓝移的程度可以作为能量无序的一个有力指标。具有刚性和共面性的分子几何结构不仅能够促进优先的面-面堆积,缩小了亚带隙态的能量分布,而且阻止了共轭骨架远离平面性的扭转变形,从而促进了更大的π-电子离域。这些结构特征解释了低带隙非富勒烯分子看似矛盾的高辐射效率,为实现高效率的有机光伏器件提供了具有参考意义的分子设计策略。
关键词: 有机聚合物太阳电池 ；多层结构的透明电极 ；非富勒烯电子受体 ；载流子复合 ；开路电压和能量损失
摘要： Al掺杂ZnO（AZO）薄膜由于具有优异的光学性能和良好的电学性能、制备成本低、对环境友好、能够应用于柔性器件等优点,在太阳能电池、有机显示、紫外光探测等领域有广泛的应用前景。原子层沉积（ALD）技术具备膜厚可控、低温生长等优点,能够制备高质量、平整性良好的薄膜。本文采用ALD方法制备AZO薄膜,借助XRD、SEM、Hall测试以及UV-Vis吸收谱等手段,研究了沉积温度和Al掺杂含量与AZO薄膜的晶体质量、透过率、电学等性能间的关系,探讨了快速热退火（RTA）处理对AZO薄膜性能的影响,实现了低温高质量AZO薄膜的制备及Al掺杂浓度的精确控制。本论文的主要研究工作如下:（1）研究了不同沉积温度对AZO薄膜性能的影响。研究表明,沉积温度对AZO薄膜的取向生长起到关键作用。当衬底温度为160℃时,AZO薄膜为多晶;当温度在200～230℃,AZO薄膜沿（100）择优取向生长;而当衬底温度高于240℃时AZO薄膜则沿（002）方向择优取向生长。ALD制备AZO薄膜的窗口温度为220～240℃,当Al-O/Zn-O循环比例为1:45时,AZO薄膜的电阻率为～2×10-3Ω·cm,FOM值为～1.6×10-3Ω-1。（2）研究了不同Al掺杂浓度对AZO薄膜性能的影响。研究表明,AZO薄膜的电学性能和晶体结构性能取决于Al掺杂浓度。未掺杂的ZnO薄膜呈现（002）择优取向,低Al掺杂AZO薄膜为（100）择优取向,当Al-O/Zn-O循环比例1:24时,AZO薄膜晶体质量最佳,沿（002）方向择优取向生长。随着Al掺杂浓度的增加,AZO薄膜的导电性能先增加后减小。AZO-24薄膜具有优异的透明导电性能,其FOM值为4.6×10-3Ω-1,电阻率、载流子浓度和迁移率分别为8.33×10-4Ω·cm、4.32×1020 cm-3和17.36 cm2/Vs,在可见光范围内平均透过率达～95%,Al掺杂含量约2.17 at.%。（3）通过快速热退火RTA处理,研究了退火温度和退火时间对AZO薄膜结构和性能的影响。研究表明,AZO薄膜晶体质量随着退火温度或退火时间的增加而有不同程度的提高。当退火温度为700～800℃时,AZO薄膜PL近带边发射（NBE）增强,迁移率增加,导电性能小幅度下降。在退火温度为650℃、退火时间为10～40 s范围内,AZO薄膜有可能由n型导电转变为p型导电,p型导电的可能原因是薄膜样品中的C被激活或形成与C元素相关的受主缺陷。
关键词: AZO ；原子层沉积 ；快速热退火 ；透过率 ；电学性能
被引量
1
摘要： 红外透明导电膜作为既可以在红外波段透光又具有良好的导电性能的新型材料,可以被广泛的应用在航空航天、军工防御、光电传感技术、电池能源等高科技行业中,例如红外成像仪、红外热分析仪、航天导弹窗口、航天光电系统、红外电极等。目前为止,国内外研究的重点仍然是在可见光以及近红外光波段的导电薄膜材料,由于其等离子振荡频率ωp极大,截止波长延伸不到中红外或者远红外波段,不能透射中红外光,因此研制出高性能的中红外透明导电膜具有十分深远的意义。通过掺杂,可以改善金属氧化物薄膜的光电特性,而且可以具有很宽的禁带宽度,等离子频率可以延伸到中红外。现今在可见光及近红外波段,已经可以获得性能优异的TCO薄膜,但是中红外透明导电膜的研究较少。本文利用磁控溅射法制备了中红外透明导电W掺杂In2O3薄膜、ZnO薄膜、CuCrO2薄膜以及IWO/Cu/IWO复合薄膜,研究分析了其光电性能。主要工作内容如下:（1）利用射频磁控溅射法制备了IWO薄膜,并研究了不同溅射功率,不同退火温度对IWO薄膜结构、光学及电学特性的影响。研究发现退火温度影响IWO薄膜的光学电学性能,薄膜的结晶性随着退火温度的升高而不断变好,具有（222）晶向的择优生长,退火温度为150℃时,IWO薄膜的透过率最高,达到75%,当退火温度为350℃时,薄膜的XRD衍射峰强度最强,薄膜结晶性最好,薄膜的电阻率最优,可达9.82×10-3Ω·cm,但是在2.5-4.5μm红外波段的平均透过率仅为65%。IWO薄膜的光电特性与薄膜溅射的功率有着密切的关系,随着功率的提升,薄膜的电学性能逐步提升,当溅射功率为30W时,薄膜的电阻率为6.04×10-2Ω·cm,透过率为69%。（2）利用射频磁控溅射与直流磁控溅射法,将IWO/Cu/IWO多层薄膜沉积在石英基底上,并获得了低电阻率的薄膜结构。IWO薄膜不变时,多层薄膜的电导率主要取决于中间Cu层的厚度,优化的薄膜电阻低至4.5×10-4Ω?cm,薄膜透过深受Cu层厚度影响,随着Cu层厚度的增加薄膜的透过首先略微呈现上升趋势,然后迅速下降,当Cu层厚度为4nm时,薄膜中红外区域的最大透过率可达72%,但是平均透过率却不足60%。（3）使用射频磁控溅射法对CuCrO2陶瓷靶进行溅射,在蓝宝石衬底上沉积了CuCrO2薄膜,研究了CuCrO2薄膜的表面形貌、光学与电学性能随负偏压变化的影响,结果发现,负偏压影响着薄膜的生长,当负偏压增大时,薄膜的晶粒数目明显增多,而且晶粒尺寸也变大,高的负偏压可以使粒子在薄膜表面有足够的能量进行再运动,让薄膜变得更加致密均匀,结晶性也更加良好,CuCrO2薄膜的电学性能逐渐改善,当负偏压为-15V时,薄膜的电学性能最好,达到了0.28Ω?cm,此时CuCrO2薄膜在2.5μm-5μm红外平均透过率达到80%。在石英衬底上制备了ZnO薄膜,研究了O2流量跟ZnO薄膜电阻率和光学透过率之间的关系。ZnO薄膜的电阻率随着O2流量的增加而变大,当O2流量为0.4sccm时,ZnO薄膜的电阻率达到最大为6.9×10-2Ω?cm,当O2流量为0跟0.2sccm时,ZnO薄膜的透过率并未有很大的变化,当O2流量为0.4sccm时,ZnO薄膜在2.5μm-5μm波段的平均透过率最小,平均透过率不足80%。（4）利用射频磁控溅射和直流磁控溅射在石英衬底上分别沉积ZnO膜和Cu膜,通过对ZnO层薄膜退火温度的调控,研究了Cu/ZnO肖特基结的I-V特性,当薄膜厚度增加,而且先对ZnO薄膜沉积并退火,保证了半导体层晶态,结晶性更好可以使界面层更加匹配,在ZnO层薄膜380℃的退火处理后,所得ZnO/Cu肖特基结的开启电压约为2.5V。利用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了p-CuCrO2/n-ZnO异质pn结薄膜二极管,通过改变沉积n-ZnO薄膜时的衬底温度,简单对比研究了不同衬底温度沉积n-ZnO薄膜对异质pn结I-V特性的影响,当衬底温度较高达到380℃时,p-CuCrO2/n-ZnO结二极管整流效果明显,此时的二极管正向开启电压为2.6V。
关键词: 红外 ；透明导电 ；薄膜 ；多层 ；磁控溅射
被引量
1
摘要： 座舱透明件作为现代先进战斗机中极其重要的功能结构件,不仅需确保飞行员视野清晰,还需具备高强度、耐环境和隐身等功能。氧化铟锡（Indium tin oxide,ITO）薄膜具有高导电、高可见光透过率及强红外反射等优点,是目前较为理想的座舱电磁屏蔽材料。然而,ITO薄膜与有机衬底界面匹配差会出现薄膜附着力差、耐热应力弱的问题;另外还存在高性能ITO薄膜制备工艺与有机衬底不兼容的问题,导致其力学和光电性能均无法满足实际的应用需求。基于此背景,本论文分别从无机-有机复合底涂层的引入,新的薄膜退火方法的探索以及膜层体系的设计三个方面,对ITO薄膜的力学和光电性能展开了全面调控的系统研究。本论文主要研究内容及结论如下:
1.引入了比表面积大、强度高且热稳定性好的SiO2纳米微球,将其与可见光透过率高的PMMA复合,制备了兼具高可见光透过率和出色热稳定性的无机-有机复合底涂层材料,解决了基于有机玻璃衬底ITO薄膜附着力差的难题。结果表明,相比于纯PMMA,无机相SiO2的引入使得SiO2-PMMA复合材料的热分解温度明显向高温方向移动,玻璃化转变温度增加,表现出增强的热稳定性;同时不影响可见光透明度(平均可见光透过率(Tavg)为86.09%,雾度值为0.92%)。此外,经-55℃和120℃高低温循环热冲击10次或100℃保温4h后,基于有机玻璃衬底SiO2-PMMA/ITO薄膜表面仍光滑致密,表现出增强的耐热冲击和附着力,这对座舱透明件在可靠性、耐用性等方面的探索具有重要的参考意义和实际应用价值。
2.提出了一种操作简单、成本低且晶化速率快的脉冲电流退火方法,实现了ITO薄膜的亚秒晶化,同时仿真结果表明该方法能降低热量传递对衬底的损伤,用于薄膜选择性局部热处理,有望突破有机衬底上透明导电薄膜晶化难的问题。系统研究了基于无机玻璃衬底ITO薄膜的退火方法。结果表明,相比于传统退火技术,当脉冲宽度（t1）为0.2s时,ITO薄膜已经晶化。且随着t1的增加,ITO薄膜的载流子浓度（ne）逐渐增加,光学带隙拓宽,表现出增强的光电性能,这一现象主要归因于其较快的晶化速率。当t1=1.5s时,ITO薄膜的电阻率（ρ）最低为1.38×10-4WΩcm,Tavg（400～800 nm）高达86.69%,具有最佳的品质因数（FoM）为293.61,这比制备态ITO薄膜的FoM值（29.27）高约一个数量级。此外,基于COMSOL传热仿真结果,表明了脉冲电流退火方法可用于薄膜选择性局部热处理,且施加短时高能脉冲电流可极大提高薄膜晶化速率,降低热量向衬底的传递,有望用于有机衬底上薄膜的晶化。
3.通过构建ITO/Ag/ITO复合透明导电膜层结构,并结合脉冲电流退火方法,在有机衬底上成功制备了光电性能综合优值高的透明导电薄膜,克服了现有高性能透明导电薄膜制备工艺与有机衬底不兼容的难点。系统研究了不同脉冲电流退火参数下单层ITO薄膜的光电性能,并探讨了Ag层厚度和脉冲电流退火对ITO/Ag/ITO复合薄膜光电性能的影响。结果表明,采用脉冲电流诱导实现了单层ITO薄膜从非晶向多晶的转变。同时,Ag层的引入有利于顶层ITO薄膜的晶化,且随着Ag层厚度的增加,Ag层表面形貌逐渐从岛状向薄膜状结构转变,改善了光电性能。经脉冲电流退火后,中间Ag层越厚,复合薄膜的ne增加越显著,导致等离子体共振频率增大,呈现出导电和红外反射增强,可见光透过窗口变窄并向短波方向移动的现象。最终,当中间Ag层厚度为12nm时,制备态ITO/Ag/ITO复合薄膜的FoM值为231.36(r为7.55′10-5WΩcm,Tavg（450～650 nm）为82.74%),比制备态单层ITO薄膜的FoM值（17.57）增加约12倍,且8～14μm波段的平均红外发射率(eavg)由单层的0.534降低至0.164,表现出增强的光电性能,其原因主要是Ag层的引入提高了薄膜结晶度。相比于制备态复合薄膜,经脉冲电流退火后复合薄膜的FoM值提高约34%,eavg降低约39%,表现出增强的导电性和红外反射特性。
关键词: 强附着力 ；透明导电 ；ITO薄膜 ；光电机理 ；脉冲电流退火
摘要： 智能时代的来临使得微显示器件在消费电子领域占据越来越重要的地位。继液晶微显示之后出现的有机微显示器件因其全固态特性而倍受重视。受限于微显示过小的像素尺寸,实现彩色有机微显示采用有机白光器件结合彩色滤光膜的方法最为适宜。而白光器件中组分光较宽的发射光谱和彩色滤光膜较宽的透射谱使得有机微显示存在像素色纯度不高的问题。由于微腔效应能够对器件的发光光谱进行波长选择和窄化,因此本论文围绕利用微腔效应获得色纯度较好的R、G、B单色像素展开研究,主要内容如下:1、利用了不含稀有金属的AZO透明导电膜作为腔长调节层,优化了AZO（ZnO:Al）透明导电薄膜的性能。用磁控溅射的方法沉积AZO薄膜,改变沉积过程中的工艺参数,探究不同工艺参数对AZO薄膜导电性能的影响,以获得与有机微显示兼容的导电性能良好的AZO薄膜。首先探究溅射时氩气压力与AZO薄膜方阻的关系,仅改变氩气压力,使之分别为5mTorr、10mTorr、15mTorr,溅射300nm厚度的AZO薄膜,测定方阻平均值分别为2216Ω/□、2629Ω/□和2943Ω/□。由实验结果得出,AZO薄膜的方阻随着氩气压力的降低而降低,但过低的气压导致难以启辉,溅射无法进行,因此选定氩气压力为5mTorr。随后探究衬底温度与AZO薄膜方阻的关系,分别在衬底温度为100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃和400℃的情况下溅射300nm厚度的AZO薄膜,测得方阻平均值分别为13334.2Ω/□、6803.8Ω/□、3172Ω/□、2776Ω/□、1221.6Ω/□、1061.4Ω/□、5147.4Ω/□。测试结果表明,在衬底温度为350℃的条件下,得到的AZO薄膜的导电性能最好。最后探究退火温度对AZO薄膜方阻的影响,对溅射得到的AZO薄膜分别进行300℃、350℃和400℃的后续退火30min处理,测试得到AZO薄膜的方阻平均值分别为879.02Ω/□、576.44Ω/□、1031.8Ω/□。从测试结果得出,对薄膜进行350℃的退火处理可以有效地降低薄膜的方阻,提高其导电性能。在目前实验条件下,获得的最优的氩气压力为5mTorr、衬底温度为350℃、以及退火温度为350℃,制得的AZO薄膜其可见光范围内的透过率在85%以上,其功函数为5.16eV。2、利用以上生长的AZO作为微腔腔长调节层从有机发光器件中分别获得了色纯度较好的R、G、B单色光。设计了器件结构为Al（高反射）/AZO（x nm）/MoOx（10nm）/TcTa（50nm）/26DCzppy:15%FIrpic（10nm）/26DCzppy（2nm）/CBP:6%Ir（ppy）3（4nm）/CBP（2nm）/CBP:4%Ir（MDQ）2acac（2nm）/Bphen（50nm）/Cs2CO3（1nm）/Al（半透）的含多组分光的OLED器件。选定RGB三个单色光的谐振波长分别为620nm、525nm和470nm,利用微腔效应理论进行了计算,得到了对应RGB器件的AZO薄膜厚度x分别为348nm、269nm和222nm,制得的三个单色光器件的光谱峰值分别在616nm、532nm和480nm处,接近选定值,拟合得到的光谱的半峰宽FWHM（Full Width at Half Maximum,FWHM）分别为17.02nm、17.93nm和16.59nm,色纯度得到了改善,CIE坐标分别为（0.613,0.298）、（0.432,0.550）和（0.260,0.265）。
关键词: 微显示 ；有机电致发光器件 ；AZO ；微腔效应 ；RGB三基色
被引量
1
摘要： 采用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底和 70 5 9玻璃衬底上在室温下制备出了因淀积时间变化而厚度不同的ZnO :Al透明导电膜 ,并对不同厚度薄膜的结构特性、表面形貌和光电特性进行了比较研究 .铝掺杂的氧化锌薄膜是多晶膜具有六角纤锌矿结构 ,最佳取向为 (0 0 2 )方向 .淀积时间为 3 0分钟的薄膜具有最低的电阻率 ,分别为 2 .5 5× 1 0 3Ω·cm和 1 .89× 1 0 3Ω·cm ,在可见光区的平均透过率分别达到了 80 %和 85 %以上 .
关键词: 薄膜厚度 ；ZnO:A1透明导电膜 ；性能比较 ；薄膜 ；光电特性 ；铝掺杂 ；氧化锌薄膜
被引量
5
摘要： 用射频磁控溅射方法在有机柔性衬底上制备出好的附着性、低电阻率、高透射率ZnO∶Al的透明导电膜，研究了薄膜的结构、电学和光学特性．
关键词: 磁控溅射 ；衬底 ；柔性衬底 ；氧化锌 ；铝 ；薄膜
被引量
11
摘要： 讨论了在低温条件下制备的ZnO∶Al薄膜的结构、表面形貌和光电特性,对聚酰亚胺(Polyimide,PI)和玻璃两种不同衬底的薄膜进行了比较研究。两种不同衬底的薄膜均为多晶膜,具有六角纤锌矿结构,最佳取向均为(002)方向,衬底温度从室温到210℃时,制备的薄膜密度变化范围为4.6～5.16g/cm3。在柔性衬底和玻璃衬底上制备的薄膜最低电阻率分别为5.3×10-4Ω·cm和5.1×10-4Ω·cm,薄膜在可见光区的平均透过率分别达到了72%和85%,讨论了两种衬底薄膜电学特性的稳定性。
关键词: 氧化锌薄膜 ；铝掺杂 ；薄膜结构 ；光电性能 ；射频磁控溅射法
被引量
10
摘要： 铝掺杂的氧化锌 (ZnO∶Al)透明导电膜是采用射频磁控溅射法在有机衬底 (Polypro pyleneadipate,PPA)和Corning 70 5 9玻璃上制备的。详细研究了薄膜的结构性质、光学和电学性质随薄膜厚度的变化关系。制备的ZnO∶Al薄膜具有 (0 0 2 )面的单一择优取向的多晶六角纤锌矿结构 ,性能优良的薄膜电阻率在两种衬底上分别为 2 .5 5× 1 0 - 3 Ω·cm和1 .89× 1 0 - 3 Ω·cm ,平均透射率达到了 80 %和 85 %。
关键词: ZnO:Al ；透明导电膜 ；薄膜厚度 ；柔性衬底 ；铝掺杂 ；氧化锌 ；结构 ；光学性质 ；电学性质
被引量
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