氧化锌透明导电薄膜及其应用PDF电子书下载

第1章 透明导电氧化物薄膜概述 1

1.1引言 1

1.2太阳光谱基础知识 2

1.2.1太阳常数与大气质量 2

1.2.2太阳光谱分布 3

1.3 TCO薄膜的透明导电机理 4

1.3.1 TCO薄膜的透光性 4

1.3.2 TCO薄膜的导电性 6

1.3.3导电性与透光性的关系 14

1.4 TCO薄膜的材料体系 17

1.4.1 n型掺杂TCO薄膜 18

1.4.2 p型掺杂TCO薄膜 19

1.4.3多元氧化物复合TCO薄膜 21

1.4.4非晶TCO薄膜 22

1.5 TCO薄膜的应用开发 24

1.5.1太阳能电池 24

1.5.2透明薄膜晶体管 25

1.5.3其他方面的应用 27

参考文献 28

第2章 ZnO-TCO薄膜的结构、特性及制备技术 31

2.1引言 31

2.2 ZnO的晶体结构及基本性质 31

2.3 ZnO的能带结构 34

2.4 ZnO-TCO薄膜的掺杂策略 35

2.4.1化合价 36

2.4.2离子半径 37

2.4.3电负性 38

2.4.4氧化态、离子外层电子构型 38

2.4.5温度 39

2.4.6 Madelung能 39

2.5 ZnO-TCO薄膜的制备技术 40

2.5.1磁控溅射法 41

2.5.2脉冲激光沉积法 42

2.5.3电子束蒸发法 43

2.5.4金属有机物化学气相沉积法 44

2.5.5喷雾热分解法 44

2.5.6溶胶-凝胶法 45

2.5.7电化学沉积法 46

2.5.8水热法 46

2.5.9化学浴沉积法 47

2.6 ZnO纳米线（或棒）阵列膜的可控生长 47

2.7柔性衬底ZnO-TCO薄膜的开发 48

2.7.1柔性衬底材料 48

2.7.2柔性TCO膜的制备技术 49

2.7.3柔性衬底ZnO-TCO膜的开发 50

2.8绒面ZnO-TCO薄膜的开发 51

参考文献 52

第3章 气相沉积法与湿化学沉积法的成膜机理 59

3.1引言 59

3.2气相沉积法的成膜机理 60

3.2.1薄膜生长的热力学原理 60

3.2.2气相沉积法成膜的动力学过程 62

3.3溶胶-凝胶法的成膜机理 63

3.3.1成核与长大的热力学原理 63

3.3.2成核与长大的动力学解释 65

参考文献 68

第4章 溶胶-凝胶法制备ZnO基透明导电薄膜 70

4.1引言 70

4.2 Sol-gel法制备ZnO薄膜的化学反应原理 70

4.3 Sol-gel法制备ZnO薄膜的工艺控制 72

4.3.1溶胶体系 72

4.3.2基片处理 72

4.3.3镀膜工艺 73

4.3.4热处理制度 74

4.3.5工艺流程 74

4.4 Sol-gel法制备ZnO薄膜的热分解及晶化过程 75

4.4.1 TG-DSC分析 76

4.4.2晶相组成与结构表征 79

4.5 Al掺杂对ZnO薄膜结构及光电性能的影响 83

4.5.1晶相组成与结构表征 84

4.5.2光学性能 89

4.5.3电学性能 93

4.6 Al-Sc共掺杂对ZnO薄膜结构及光电性能的影响 94

4.6.1工艺流程 95

4.6.2晶相组成与结构表征 96

4.6.3光学性能 101

4.6.4电学性能 103

4.6.5掺杂机制的解释 104

参考文献 107

第5章 喷雾热分解法制备ZnO基透明导电薄膜 112

5.1引言 112

5.2喷雾热分解成膜技术的简介 112

5.3喷雾热分解成膜的原理 113

5.4喷雾热分解成膜的设备与工艺控制 115

5.4.1前驱体溶液的配制 116

5.4.2雾化过程 116

5.4.3蒸发干燥过程 121

5.4.4热分解过程 122

5.4.5薄膜的形核与长大过程 122

5.5喷雾热分解法制备致密ZnO基薄膜 123

5.6喷雾热分解法制备ZnO纳米线（或棒）阵列膜 133

参考文献 139

第6章 电沉积法制备ZnO基透明导电薄膜 142

6.1引言 142

6.2电沉积法制备半导体材料的简介 142

6.3阴极还原电沉积ZnO薄膜的原理 145

6.3.1阴极还原的电沉积过程 145

6.3.2电化学反应原理 146

6.4电沉积法制备ZnO基薄膜的工艺控制 147

6.4.1电流密度 147

6.4.2电沉积溶液 148

6.4.3电沉积温度 149

6.4.4搅拌作用 149

6.4.5换向电流与电流波形 149

6.5电沉积法制备致密ZnO基薄膜 150

6.5.1 ZnO薄膜的电沉积 150

6.5.2掺杂型ZnO薄膜的电沉积 158

6.6电沉积法生长ZnO纳米线（或棒）阵列膜 160

参考文献 169

第7章 化学浴沉积法制备ZnO基薄膜 172

7.1引言 172

7.2无电沉积法制备致密ZnO薄膜 172

7.3化学浴沉积法生长ZnO纳米线（或棒）阵列膜 174

参考文献 182

第8章 染料敏化ZnO纳米线（或棒）阵列太阳能电池 184

8.1引言 184

8.2基于半导体纳米线（棒）阵列的太阳能电池 184

8.2.1太阳能电池的发展趋势 184

8.2.2太阳能电池的性能表征 186

8.2.3基于半导体纳米线（或棒）阵列的太阳能电池 189

8.3染料敏化ZnO纳米线（棒）阵列太阳能电池 192

8.3.1染料敏化纳米晶太阳能电池的简介 192

8.3.2染料敏化纳米晶ZnO太阳能电池的发展历史 195

8.3.3染料敏化纳米晶ZnO太阳能电池的器件制作与输出特性 196

参考文献 204