新型叠层透明导电薄膜的研制

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近年来,透明导电薄膜作为电极被广泛应用于多种电子和光电子器件中,例如触摸屏、有机发光二极管、太阳能电池等。随着科技的不断进步,以ITO为代表的透明导电氧化物(TCO)薄膜呈现出主要元素铟的资源短缺、柔性性能欠佳,以及与有机半导体能级不匹配而导致的界面接触性能差等日益突出的问题。因此开发无铟、低阻且与有机半导体能级匹配良好的新型透明导电薄膜具有重要的科学意义和应用价值。本文共设计了三种叠层透明导电薄膜。分别为V2O5/Ag/V2O5、BaO/Au/BaO、LiF/Ag/LiF。(1)首次利用溶胶-凝胶技术与电子束蒸镀技术相结合的方法在常温条件下研制出叠层结构的V2O5/Ag/V2O5(VAV)透明导电薄膜。实验表明,该薄膜具有良好的光学和电学性质,可见光(380~780nm)平均透过率达75%,迁移率为16.89cm2/Vs,载流子浓度为-1.043×1022cm-3,方块电阻值为15.1Ω/□,功函数为5.17eV。该制备方法降低了V2O5薄膜的工艺制备难度,为该材料在太阳能电池中的应用创造了良好的前期基础。(2)采用电子束蒸镀技术首次研制出叠层结构的BaO/Au/BaO透明导电薄膜。其可见光(380~780nm)平均透过率在75%以上,迁移率16.22cm2/Vs,载流子浓度-1.124×1022cm-3,电阻率为3.428×10-5Ω·cm。良好的光电性能使BaO/Au/BaO薄膜具有应用于光电器件中的巨大潜力。(3)采用电子束蒸镀技术首次研制出具有良好光电性能的LiF/Ag/LiF叠层透明导电薄膜。该薄膜的电阻率为7.738×10-5Ω·cm,迁移率7.485cm2/Vs,载流子浓度-1.078×1022cm-3,紫外(320~380nm)平均透过率在70%以上,具有良好的紫外透过性和导电性。
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