自上世纪六十年代以来,锡掺杂氧化铟化合物被发现,由于其卓越的光电性能,引领了科学界对透明导电氧化物的广泛研究热潮。近年来,被发现的透明导电氧化物材料主要有SnO2,ZnO等。随着社会的发展,透明导电氧化物（TCOs）薄膜材料被广泛用于社会生活中,人们对高性能TCOs材料的需求也越来越迫切。然而,不同的制备技术以及工艺条件制备的TCOs薄膜性能差异明显。主要是因为不同的薄膜制备技术、工艺参数对其微结构、性能产生重要影响。薄膜材料中的缺陷是影响其光电性能的重要因素,而其表征较难。正电子作为微观缺陷研究的灵敏探针,对材料中的缺陷非常灵敏。慢正电子束设备产生能量可调的正电子束流,可用于薄膜材料的微观结构表征。本课题利用基于慢正电子束湮没技术,并结合霍尔效应、紫外-可见分光光度计、XRD、AFM、XPS、PL等表征方法研究氟掺杂氧化锡（FTO）薄膜的制备方法、基板温度、退火温度以及超临界二氧化碳（scCO2）处理对薄膜微结构及光电性能的影响。进而对薄膜制备工艺进行改良,制备出光电性能优异的TCOs薄膜。为TCOs薄膜在器件方面的应用提供实验依据。主要研究内容如下:（1）通过电子束蒸发镀膜技术制备不同比例的SnF2掺杂SnO2薄膜样品,利用基于慢正电子束寿命谱和多普勒展宽谱研究掺杂引起的FTO薄膜微结构变化及其对薄膜光电性能的影响。结果表明在空气中600 ℃退火处理一小时,所制备的薄膜均为氧化锡四方金红石结构,晶粒尺寸约为15-20 nm。正电子寿命结果表明薄膜中存在两种不同尺寸的空位团缺陷。掺杂使FTO薄膜具有较高的载流子浓度以及更宽的光学带隙宽度,同时在可见光范围内具有良好的透光率。由于莫斯-布尔斯坦效应,氟离子的掺入,导致费米面上移进入导带底,价带中电子跃迁进入导带中未占据的空态需要更高的能量,导致FTO薄膜样品的光带隙宽度明显增宽。综合以上结果显示,FTO薄膜的光电性能主要依赖于薄膜中Fo替代和氧空位的含量。（2）利用基于慢正电子束多普勒展宽谱研究退火温度对电子束蒸发制备FTO薄膜微结构变化及光电性能的影响。随着退火温度的升高,薄膜结晶度明显提高,晶粒尺寸长大。慢正电子束多普勒展宽谱结果显示,随着退火温度的升高,S参数逐渐减小,说明薄膜中缺陷浓度在下降。薄膜中的Sn空位、氧空位随温度升高,逐渐团聚融合,最后消失在晶界处。F-有效替代O₂^-,提供多余自由电子,薄膜结晶度提高,晶界散射作用减弱,载流子迁移率提高,导电性能也得到明显提升。由于薄膜结晶度提高,光散射效应减弱,载流子浓度显著提高,使得FTO薄膜的光学带隙宽度随退火温度的升高明显增大。（3）利用基于慢正电子束多普勒展宽谱和寿命谱研究基板温度、退火温度对磁控溅射制备FTO薄膜微结构变化及光电性能的影响。由于基板加温,溅射离子能量较高,磁控溅射制备的FTO薄膜结晶效果更好、表面更加平整光滑。正电子湮没结果显示,退火温度为350℃时,薄膜中的缺陷出现团聚长大,缺陷数量减少。当温度达到400 ℃时,空位团逐步在晶界处消失,晶粒长大,薄膜结构缺陷逐渐恢复。薄膜光电特性随着退火温度升高,得到大幅提升。（4）由于超临界二氧化碳具有强渗透性、流动性,利用scCO2处理薄膜样品,将水分子输运至薄膜内,对其微结构进行改性。结果显示,薄膜中部分氧空位型缺陷,特别是晶界处的缺陷被有效钝化,薄膜电阻略微增大,但载流子迁移率明显提升,光学性能未发生明显改变。经超临界二氧化碳处理的薄膜作为透明电极,可有效降低器件热损耗,提高器件使用过程中的稳定性。