溶胶-凝胶法制备ITO薄膜的光电特性研究

"仝亮, 黄春霞等研究了透明导电薄膜（ITO）的溶胶-凝胶法制备及光电特性" 透明导电薄膜（ITO，Indium Tin Oxide）是电子和光学领域中广泛应用的一种材料，尤其在显示器、太阳能电池、触摸屏等器件中起到关键作用。本文详细探讨了通过溶胶-凝胶法来制备ITO薄膜的工艺及其对薄膜光电性能的影响。溶胶-凝胶法是一种成本低且工艺相对简单的制备薄膜的方法，它涉及将金属源溶解在适当的溶剂中形成均匀的溶液，然后通过溶胶的稳定过程转化为凝胶，最终通过热处理得到固态薄膜。 在这项研究中，研究人员使用了五水硝酸铟[In(NO3)3·5H2O]和乙酰丙酮作为原料来制备InOx前驱体，并将五水四氯化锡[SnCl4·5H2O]溶于无水乙醇中作为掺杂剂。通过溶胶-凝胶工艺，利用匀胶机旋转涂膜技术，将混合溶液均匀地涂覆在玻璃衬底上，随后进行固化和退火处理，形成具有导电性的ITO薄膜。 X射线衍射（XRD）分析表明，ITO薄膜中形成了晶态的ITO粒子，尤其是在(222)晶面有较好的生长。研究进一步探讨了不同工艺参数（如Sn掺杂浓度）对薄膜的导电性和光学透明度的影响。结果显示，当Sn掺杂浓度在6atm.%至10atm.%时，ITO薄膜的可见光透过率最佳，同时薄膜的电阻较低。在这个掺杂范围内，ITO晶粒尺寸在24nm至30nm之间，薄膜表面平滑，对可见光的透过率可达到90%。晶粒尺寸受掺杂浓度影响，而快速退火处理有助于降低薄膜的电阻，优化其电学性能。 关键词：溶胶-凝胶法制备、透明导电氧化物膜（TCO）、光电特性、Sn掺杂、ITO薄膜 这项研究不仅揭示了溶胶-凝胶法制备ITO薄膜的基本步骤，而且提供了关于掺杂量和退火处理如何影响薄膜性能的深入见解。这些发现对于优化ITO薄膜的制备工艺，提高其在各种应用中的性能具有重要意义，对于科研和工业界都具有重要的参考价值。