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随着科技的不断深入,尤其是太阳能利用和显示技术等热点领域的发展及需求,氧化物透明导电薄膜(Transparent conducting oxide, TCO)在新型薄膜材料中的地位及作用日益凸显。这类材料化学稳定性好,且具有较高的透光率和较低的电阻率,可应用在薄膜太阳能电池、液晶显示器、气体传感器等众多领域。ZnO基透明导电薄膜因成本低、原料无毒、制备工艺简单、沉积温度低、在氢等离子体环境下稳定性好等优点,被视为ITO(In2O3:Sn)薄膜最合适的替代者之一。针对目前单掺杂ZnO基透明导电薄膜载流子迁移率低,导电性不理想,且掺杂浓度过高时,金属离子易发生团簇、生成杂质金属氧化物等问题,为进一步改善薄膜的光电性能,本文采用多元素共掺的方法制备新型ZnO基透明导电薄膜,并对制得的共掺杂ZnO基透明导电薄膜进行成分的分析和结构的表征,测试薄膜的透光率和电阻率,揭示共掺杂对薄膜光电性能的影响规律,优化薄膜制备工艺,寻找最佳工艺参数。多元素共掺杂法是选择具有相近原子半径的金属与非金属元素一起掺入ZnO中,使其成为替位原子,占据Zn2+或O2-的晶格,产生多余价电子,使导电电子增多,从而增强晶体导电性。同时借助几种元素的相互作用,避免迁移率的降低以及杂质的生成。采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上旋涂制备出Al、Ga共掺杂ZnO透明导电薄膜(GAZO)。首先利用正交试验,对GAZO薄膜的工艺进行优化,研究溶胶浓度、掺杂配比、热处理温度、薄膜厚度等影响因素对薄膜光电性能的影响。分别以薄膜的透光率和方块电阻为评价指标,确定GAZO薄膜的最佳工艺参数为：溶胶浓度1mol/L,Al掺杂浓度2.0at.%,Al/Ga掺杂配比2：1,预烧温度350℃,退火温度600℃,膜厚10层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜样品的组织结构和表面形貌进行分析；采用可见分光光度计和双电测四探针电阻率测试仪对薄膜的光电性能进行测试。XRD测试表明Al和Ga的掺入并未影响ZnO的晶体结构,也没有生成其它杂质氧化物。最佳工艺条件下薄膜在可见光范围内的透过率为88.458%,电阻率为2.66x10-3Ω·cm。分别制备AZO、GZO、ZnO薄膜,与GAZO对比研究各薄膜的组织结构、表面形貌及光电性能。结果表明,Al、Ga单掺杂及Al、Ga共掺杂均能有效提高ZnO薄膜的导电性,其中单掺Al的效果最显著。制备出的薄膜均表现为高结晶质量的C轴(002)择优取向；共掺杂可以细化晶粒,降低薄膜的电阻率,在一定范围内提高薄膜的透光率。采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上旋涂制备出Al、N、F三掺杂ZnO透明导电薄膜(ZnO:Al/N/F)。分别研究溶胶浓度和掺杂浓度对薄膜结构、表面形貌以及光电性能的影响,结果表明：制备出的ZnO:Al/N/F薄膜致密均匀,平整光滑,为高结晶质量的C轴(002)择优取向;当溶胶浓度为0.75mol/L、掺杂浓度为0.90at.%时,薄膜在可见光范围内(390-780nm)的平均透过率可达87.9%,掺杂浓度为1.05at.%时电阻率最小,为0.23Ω-cm。