氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜及其應(yīng)用

《氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜及其應(yīng)用》主要介紹了新型ZnO基透明導(dǎo)電薄膜和低成本、大面積濕化學(xué)法成膜技術(shù);概述了透明導(dǎo)電氧化物薄膜的透明導(dǎo)電機理、材料體系、摻雜策略、制備技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)及發(fā)展趨勢;比較了氣相沉積法與濕化學(xué)沉積法的成膜機理;重點論述了溶膠?凝膠法、噴霧熱分解法、電沉積法、化學(xué)浴沉積法等低成本、大面積制備ZnO基透明導(dǎo)電薄膜和ZnO納米線陣列膜的濕化學(xué)法可控生長及其應(yīng)用于太陽能電池。

《氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜及其應(yīng)用》可供從事無機非金屬材料、透明導(dǎo)電氧化物(或透明氧化物半導(dǎo)體)、薄膜太陽能電池、新能源材料與器件等領(lǐng)域的科研人員和技術(shù)人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的師生參閱。

第1章透明導(dǎo)電氧化物薄膜概述1

1 1引言1

1 2太陽光譜基礎(chǔ)知識2

1 2 1太陽常數(shù)與大氣質(zhì)量2

1 2 2太陽光譜分布3

1 3TCO薄膜的透明導(dǎo)電機理4

1 3 1TCO薄膜的透光性4

1 3 2TCO薄膜的導(dǎo)電性6

1 3 3導(dǎo)電性與透光性的關(guān)系14

1 4TCO薄膜的材料體系17

1 4 1n型摻雜TCO薄膜18

1 4 2p型摻雜TCO薄膜19

1 4 3多元氧化物復(fù)合TCO薄膜21

1 4 4非晶TCO薄膜22

1 5TCO薄膜的應(yīng)用開發(fā)24

1 5 1太陽能電池24

1 5 2透明薄膜晶體管25

1 5 3其他方面的應(yīng)用27

參考文獻28第2章ZnO TCO薄膜的結(jié)構(gòu)、特性及制備技術(shù)31

2 1引言31

2 2ZnO的晶體結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)31

2 3ZnO的能帶結(jié)構(gòu)34

2 4ZnO TCO薄膜的摻雜策略35

2 4 1化合價36

2 4 2離子半徑37

2 4 3電負(fù)性38

2 4 4氧化態(tài)、離子外層電子構(gòu)型38

2 4 5溫度39

2 4 6Madelung能39

2 5ZnO TCO薄膜的制備技術(shù)40

2 5 1磁控濺射法41

2 5 2脈沖激光沉積法42

2 5 3電子束蒸發(fā)法43

2 5 4金屬有機物化學(xué)氣相沉積法44

2 5 5噴霧熱分解法44

2 5 6溶膠 凝膠法45

2 5 7電化學(xué)沉積法46

2 5 8水熱法46

2 5 9化學(xué)浴沉積法47

2 6ZnO納米線(或棒)陣列膜的可控生長47

2 7柔性襯底ZnO TCO薄膜的開發(fā)48

2 7 1柔性襯底材料48

2 7 2柔性 TCO 膜的制備技術(shù)49

2 7 3柔性襯底ZnO TCO膜的開發(fā)50

2 8絨面ZnO TCO薄膜的開發(fā)51

參考文獻52第3章氣相沉積法與濕化學(xué)沉積法的成膜機理59

3 1引言59

3 2氣相沉積法的成膜機理60

3 2 1薄膜生長的熱力學(xué)原理60

3 2 2氣相沉積法成膜的動力學(xué)過程62

3 3溶膠 凝膠法的成膜機理63

3 3 1成核與長大的熱力學(xué)原理63

3 3 2成核與長大的動力學(xué)解釋65

參考文獻68第4章溶膠 凝膠法制備ZnO基透明導(dǎo)電薄膜70

4 1引言70

4 2Sol gel法制備ZnO薄膜的化學(xué)反應(yīng)原理70

4 3Sol gel法制備ZnO薄膜的工藝控制72

4 3 1溶膠體系72

4 3 2基片處理72

4 3 3鍍膜工藝73

4 3 4熱處理制度74

4 3 5工藝流程74

4 4Sol gel法制備ZnO薄膜的熱分解及晶化過程75

4 4 1TG DSC分析76

4 4 2晶相組成與結(jié)構(gòu)表征79

4 5Al摻雜對ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及光電性能的影響83

4 5 1晶相組成與結(jié)構(gòu)表征84

4 5 2光學(xué)性能89

4 5 3電學(xué)性能93

4 6Al Sc共摻雜對ZnO薄膜結(jié)構(gòu)及光電性能的影響94

4 6 1工藝流程95

4 6 2晶相組成與結(jié)構(gòu)表征96

4 6 3光學(xué)性能101

4 6 4電學(xué)性能103

4 6 5摻雜機制的解釋104

參考文獻107第5章噴霧熱分解法制備ZnO基透明導(dǎo)電薄膜112

5 1引言112

5 2噴霧熱分解成膜技術(shù)的簡介112

5 3噴霧熱分解成膜的原理113

5 4噴霧熱分解成膜的設(shè)備與工藝控制115

5 4 1前驅(qū)體溶液的配制116

5 4 2霧化過程116

5 4 3蒸發(fā)干燥過程121

5 4 4熱分解過程122

5 4 5薄膜的形核與長大過程122

5 5噴霧熱分解法制備致密ZnO基薄膜123

5 6噴霧熱分解法制備ZnO納米線(或棒)陣列膜133

參考文獻139第6章電沉積法制備ZnO基透明導(dǎo)電薄膜142

6 1引言142

6 2電沉積法制備半導(dǎo)體材料的簡介142

6 3陰極還原電沉積ZnO薄膜的原理145

6 3 1陰極還原的電沉積過程145

6 3 2電化學(xué)反應(yīng)原理146

6 4電沉積法制備ZnO基薄膜的工藝控制147

6 4 1電流密度147

6 4 2電沉積溶液148

6 4 3電沉積溫度149

6 4 4攪拌作用149

6 4 5換向電流與電流波形149

6 5電沉積法制備致密ZnO基薄膜150

6 5 1ZnO薄膜的電沉積150

6 5 2摻雜型ZnO薄膜的電沉積158

6 6電沉積法生長ZnO納米線(或棒)陣列膜160

參考文獻169第7章化學(xué)浴沉積法制備ZnO基薄膜172

7 1引言172

7 2無電沉積法制備致密ZnO薄膜172

7 3化學(xué)浴沉積法生長ZnO納米線(或棒)陣列膜174

參考文獻182第8章染料敏化ZnO納米線(或棒)陣列太陽能電池184

8 1引言184

8 2基于半導(dǎo)體納米線(棒)陣列的太陽能電池184

8 2 1太陽能電池的發(fā)展趨勢184

8 2 2太陽能電池的性能表征186

8 2 3基于半導(dǎo)體納米線(或棒)陣列的太陽能電池189

8 3染料敏化ZnO納米線(棒)陣列太陽能電池192

8 3 1染料敏化納米晶太陽能電池的簡介192

8 3 2染料敏化納米晶ZnO太陽能電池的發(fā)展歷史195

8 3 3染料敏化納米晶ZnO太陽能電池的器件制作與輸出

特性196

參考文獻204

作者:陳建林 (作者), 陳薦 (作者), 何建軍 (作者), 等 (作者)

氧化鋅(ZnO)，是鋅的一種氧化物。 名稱:中文名稱:氧化鋅 鋅氧粉

用途:透明氧化鋅用作淺顏色的補強填充劑，也是非常強的活化劑，隨著其用量的增加，硫化系統(tǒng)的活性及所得的交聯(lián)程度也增加。透明氧化鋅適用于要求高彈性或透明的硫化橡膠，用熱空氣或次磺酰胺硫化橡膠，金屬氧化物及非硫磺硫化的橡膠;需接觸食物之器具等。用作輕型收斂劑。同時配制爐甘石，作為皮膚保護劑。乳膠制品原料。生產(chǎn)人造絲，催化脫硫劑。