磁控溅射法制备柔性基底ZAO薄膜及其性能研究

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ZAO透明导电薄膜可用于太阳电池的透明电极,用磁控溅射技术制备ZAO薄膜以代替目前广泛使用的ITO薄膜,具有储量丰富、易于制造、成本较低、无毒、热稳性好等优点。而柔性ZAO薄膜成本低廉,容易获得,可用于工业中的卷绕式大量生产,能降低薄膜太阳电池的生产成本,从而使其在实际生活中得到更加广泛的应用。本文对柔性ZAO透明导电薄膜进行了实验研究,通过多组实验制备ZAO透明导电薄膜的最佳工艺参数。本文采用了射频磁控溅射的方法在柔性基底PET上制备ZAO透明导电薄膜,射频磁控溅射法可以在低温条件下制备性能优良、膜层均匀的金属氧化物薄膜。通过调节射频磁控溅射镀膜工艺中的工艺参数,如溅射功率、工作压力、溅射时间以及基片温度等来确定射频磁控溅射法制备ZAO薄膜的最佳镀膜工艺。对制备所得薄膜样品,通过扫描电镜观察薄膜的表面形貌;通过紫外分光光度计测试薄膜的透光性;通过万用表搭建测试薄膜电阻的简易装置以测试薄膜的方块电阻。通过多次实验,最终确定了最佳镀膜工艺条件:溅射功率100W,工作压力1.5Pa,溅射时间60min,基片温度为125℃。在该镀膜工艺参数下,所制备薄膜的方块电阻为510Ω,在可见光范围内平均透射比达到90%以上,在扫描电镜下观察到薄膜表面颗粒分布均匀致密并具有一定的粗糙度,肉眼观察薄膜无褶皱卷曲现象。
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