热力学计算在阴极电沉积ZnO薄膜过程的应用

摘要

ZnO是继Si、GaN半导体后的第三代优异半导体，室温下禁带宽度约为3.36eV，而且还具有较高的溶点和激子结合能(室温下为60meV)及良好的机电耦合性。由于其优异的物理化学特性，在短波长光电器件、化学传感器、光伏器件等领域具有广泛的应用前景。尤其是在光伏器件中，ZnO能够取代ITO作为太阳能电池或非晶硅太阳能电池的透明导电电极材料。目前绝大部分有关ZnO的文献集中在如何制备高c轴择优取向、高质量的薄膜以及各种表征上，但从经典热力学上分析沉积过程的文献报道尚不多见。本研究从温度对Zn(NO3)2体系的电势-pH影响；各组分的分布系数与沉积温度的关系；ZnO或Zn(OH)2沉淀谁优先析出这三个方面采用纯热力学理论计算方法对0.1MZn(NO3)2体系进行了分析。