透明导电纳米薄膜电极的制备与表征—Al:ZnO薄膜和Ag薄膜

摘要

透明导电薄膜电极是光探测器、太阳能电池等各种光电器件的重要组成部分，它们兼有光学透明与导电双重特性。为了低成本制备出透明导电薄膜电极，根据当前纳米材料制备工艺的发展，本文用超声辅助溶胶－凝胶法制备了Al:ZnO(AZO)薄膜、用胶体纳米颗粒自组装法制备了Ag纳米颗粒薄膜，研究不同制备条件下所制备的纳米薄膜结构和光电性质。本文结构主要分为四部分，即：
　　第一章为文献综述，主要阐述当前所研究的纳米材料制备方法、独特性质和应用前景，介绍溶胶－凝胶技术与自组装制膜技术的基本概念、AZO透明导电薄膜的内部结构，分析其光电特性。概括分析当前研究中分子自组装技术及 AZO薄膜研究的发展和现状，从而引出本文的研究目的、意义和主要内容。
　　第二章主要介绍超声辅助溶胶－凝胶法和浸渍提拉法自组装等制备 AZO纳米晶薄膜方法和工艺；通过测试透过光谱、微观结构、拉曼光谱、薄膜的XRD谱、方块电阻和载流子迁移率及载流子浓度等参数和性质，分析研究不同烧结温度、Al3+掺杂浓度、真空处理时间等条件下所制备薄膜对结构和光电性质影响。通过分析发现较高烧结温度能促进晶粒的生长，过高的烧结温度会阻碍载流子的流动，降低导电性；Al3+的掺杂没有改变物相，晶体仍保持着 ZnO的六方纤锌矿结构，但是导电性能得到增强；真空处置能减小薄膜的缺陷，增进晶粒生长，进而改善薄膜的导电性。
　　第三章主要介绍了Ag纳米颗粒的合成，通过浸渍提拉、滴涂、浸渍生长等自组装来获得 Ag纳米颗粒薄膜的制备工艺，以及样品的纳米颗粒薄膜显微结构与光吸收谱。由于球状银纳米颗粒间的接触差，从而导致很难获得既导电又透明的银纳米颗粒薄膜电极。改进的方向是：应当用银纳米线而不是球状银纳米颗粒来制备 Ag纳米透明导电薄膜电极。
　　第四章主要总结归纳了对AZO薄膜和Ag纳米颗粒薄膜的研究结果，指出了后续研究方向。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

1.绪论

1.1透明导电薄膜

1.2纳米材料概述

1.2.1纳米材料的性质

1.2.2纳米材料的制备方法

1.2.3纳米材料的应用展望

1.3分子自组装法制备纳米结构薄膜

1.3.1分子自组装概述

1.3.2自组装法制备纳米结构薄膜的研究现状

1.4 AZO透明导电薄膜

1.4.1 AZO薄膜的基本结构和光电特性

1.4.2 AZO透明导电薄膜的研究现状

1.5 论文研究的目的及意义

1.5.1 论文研究的内容

1.5.2 研究手段

1.5.3 本论文研究的目的及意义

2. AZO纳米晶薄膜的制备与表征

2.1实验部分

2.1.1化学试剂及仪器

2.1.2测试仪器

2.1.3 实验步骤

2.2 实验结果与讨论

2.2.1 不同Al3+掺杂浓度的AZO薄膜

2.2.3烧结温度对AZO薄膜性质的影响

2.2.3 真空退火处理时间对AZO薄膜性质的影响

2.3本章小结

3. 银纳米颗粒薄膜的制备与表征

3.1 引言

3.2银纳米颗粒的制备与表征

3.2.1 实验试剂及仪器

3.2.2 银纳米颗粒的制备

3.2.3 样品表征

3.3测试结果与分析

3.3.1 银纳米颗粒

3.3.2银纳米颗粒薄膜

3.4 本章小结

4. 总结与展望

参考文献