透明导电氧化物薄膜研究现状
NiO薄膜制备及特性研究
关键词：Ｎ１０射频磁控溅射薄膜
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ＮｉＯ ｉｓ
ａ
ｐ－ｔｙｐｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｏｘｉｄｅ、加ｔ１１ ｔｙｐｉｃａｌ ３ｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｓｌｍｃｌ胝．Ｉｔｓ ｗｉｄｅ
ｆｉｅｌｄｓ，ｓｕｃｈ
ａｓ
ｂａｎｄ—ｇａｐ
ｅｎｅｒｇｙ
ｒａｎｇｅ
ｆｒｏｍ
３．０・４．０ｅＶ．Ｉｔ
下的电阻率在１０—７Ｑｍ数量级，广泛地应用于平面显示器件，太阳能电池，反射热镜，
气体敏感器件，特殊功能窗口涂层及其他光电子，微电子，真空电子器件等领域。氧 化物薄膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ
Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ
Ｏｘｉｄｅ，ＴＣＯ）中的导电透明薄膜种类很多，多数
为氧化锡（ＳｎＯ：）、氧化铟（Ｉｎ：０。）、ＺｎＯ、ＮｉＯ及其掺杂体系。 当今普遍研究和使用的ＴＣＯ薄膜是ｎ型的。缺少Ｐ型半导体ＴＣＯ薄膜材料，因而
ａｎｄ
ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＮｉＯ
ＲＦ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ
Ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ
长春理工大学硕士（或搏士）学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的硕±学位论文，《ＮｉＯ薄膜制备及特性研究》是本 人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用 的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全 意识到本声稿的法律结果由本人承担。
电子系统，就会使对方的通信，雷达等电子信号失灵，造成一定程度上的指挥瘫痪。
利用ＴＣＯ薄膜对微波的衰减性，在重要的军用信号接收仪器（计算机，雷达）的屏蔽
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
MATERIALS REPORTS
2019 ,VoI.33, No.6 www. mater-rep. com
超薄金属透明导电膜及其应用研究进展
柔性透明导电薄膜的制备与性能研究
柔性透明导电薄膜的制备与性能研究柔性透明导电薄膜是一种具有很高应用潜力的新材料，广泛用于柔性电子、光电器件等领域。
本文将就柔性透明导电薄膜的制备方法以及性能研究展开探讨。
一、制备方法1. 溶液法制备溶液法制备柔性透明导电薄膜是一种常见的方法。
首先，将导电材料粉末与溶剂充分混合，得到均匀的导电材料溶液。
然后，通过旋涂、喷涂等方法将溶液涂覆在基底上，并经过烘干、退火等处理，最终制得柔性透明导电薄膜。
2. 蒸发法制备蒸发法制备柔性透明导电薄膜是一种常用的方法。
该方法通过控制蒸发温度和蒸发速率，使导电材料蒸发沉积在基底上，形成薄膜。
该方法具有成本低、易于控制薄膜厚度和均匀性等优点。
3. 等离子体增强化学气相沉积法制备等离子体增强化学气相沉积法是一种高效制备柔性透明导电薄膜的方法。
通过高能电子束或等离子体诱导化学反应，将导电材料气溶胶沉积在基底上，并经过后续处理得到柔性透明导电薄膜。
该方法具有较高的沉积速率和薄膜均匀性。
二、性能研究1. 透明度柔性透明导电薄膜的透明度是评价其性能的重要指标之一。
透明度高意味着薄膜能够有效透过光线，适用于透明电子器件等领域。
因此，在制备过程中，需要选择适当的导电材料和优化工艺，以提高薄膜的透明度。
2. 导电性能导电性能是评价柔性透明导电薄膜的关键指标之一。
导电薄膜要具有低电阻率、低片内电阻和稳定的导电性能。
常用的评价指标包括薄膜的电阻率、载流子迁移率等。
研究人员通过改变导电材料的配比、优化制备工艺等方式来提高薄膜的导电性能。
3. 机械强度由于柔性导电薄膜常应用于弯曲、拉伸等特殊环境中，因此其机械强度是一个重要的研究方向。
通过选择适当的基底材料、调整导电材料的厚度等，可以提高薄膜的机械强度，使其能够承受一定的拉伸和弯曲等应力。
4. 热稳定性柔性透明导电薄膜在加热过程中可能会发生结构变化，导致性能下降。
因此，研究薄膜的热稳定性是很重要的。
研究人员在制备过程中引入交联剂、增加退火工艺等方式，提高薄膜的热稳定性。
透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究[设计+开题+综述]
![透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究[设计+开题+综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/d556f4366529647d2628521c.png)
开题报告电子信息科学与技术透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究一、选题的背景与意义近年来，随着科技的进一步发展，太阳能电池，高分辨率，大尺寸平面显示器，节能红外反射膜等广泛应用，对透明导电膜的需求越来越大。
透明导电膜主要用于透明电极、屏幕显示、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件、液晶显示器等领域。
这就要求透明导电膜不但要有好的导电性，还要有优良的可见光透光性。
根据材料的不同，透明导电膜可分为金属透明导电薄膜，氧化物透明导电膜、非氧化物透明导电薄膜及高分子透明导电薄膜。
当前，氧化物及其复合氧化物薄膜的研究十分引人关注。
本课题主要研究的是Sb掺杂SnO2（简称ATO）体系。
ATO主要成分的SnO2因其优良的光电性能而被广泛应用于透明导电、固态气体传感器及催化等领域。
在透明导电膜中，SnO2因其优异的光电性能已被广泛应用，二氧化锡膜是较早获得商业应用的透明导电材料之一，SnO2是透明n 型宽禁带半导体材料，其Eg＝3.6 eV（300 K），纯SnO2的电阻率通常较高，其载流子浓度由氧空位决定，在SnO2中掺入少量的Sb离子能大幅度降低SnO2的电阻率并保持良好的透光性。
而随着电子工业以及相关高新技术产业的高速发展，具有半导体特性金属氧化物导电粉末尤其是超细粉末（如掺杂锑的氧化锡）由于其独特的稳定性和广泛的应用领域而得到迅速发展。
ATO（锑掺杂的二氧化锡）是一类新型浅色透明导电粉，它利用锑掺杂取代锡形成缺陷固融体时形成的氧空位或电子作为载流电子导电的。
ATO可做优良隔热粉、导电粉使用。
其良好隔热性能，被广泛的应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。
此外作为导电材料，在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性、安全性有着其他导电材料无法比拟的优势。
被应用于光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面。
目前制备ATO粉末的方法有多种，主要包括固相法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法、金属醇盐水解法、化学共沉淀法、水热法、网络聚合法等等。
透明导电薄膜TCO之原理及其应用发展
透明导电薄膜TCO之原理及其应用发展透明导电薄膜（Transparent Conductive Films，TCO）是一种在光学透明度和电导率之间取得平衡的薄膜材料。
原理上，TCO薄膜是通过掺杂导电材料到光学材料中，达到同时具有高透明度和高电导率的效果。
TCO薄膜的主要原理是靠材料的电子结构来实现。
通常，TCO薄膜由两个主要成分组成：导电材料和基底材料。
导电材料通常是金属氧化物，如氧化锌（ZnO）或氧化锡（SnO2），它们具有高电子迁移率和低电阻率的特点。
基底材料通常是通过掺杂或添加导电剂的透明绝缘体，如玻璃或塑料。
TCO薄膜的应用非常广泛。
其中最重要的应用是透明导电电极，用于太阳能电池、液晶显示器、有机光电器件等光电器件中。
由于TCO薄膜在可见光范围内具有高透明度和低电阻率，所以能够有效传输光线并提供高效的电导率，从而改善光电器件的工作效率。
除此之外，TCO薄膜还常用于光催化、触摸屏、热电器件、光电探测器等领域。
然而，目前TCO薄膜仍然面临一些挑战。
例如，TCO薄膜的电导率和光学透射率之间存在着折中关系，很难在两者之间取得完美的平衡。
此外，一些常用的导电材料，如氧化锌和氧化锡，在高温、高湿度或强光照射条件下容易退化，从而限制了TCO薄膜的长期稳定性。
为了解决这些问题，当前TCO薄膜研究重点在于开发新型材料和改进工艺技术。
例如，研究人员尝试使用新型的导电材料，如氧化铟锡（ITO）和氟化锡（FTO），以提高TCO薄膜的电导率和稳定性。
另外，一些研究还涉及到利用纳米技术和多层结构设计，以进一步改善TCO薄膜的性能。
在未来，随着光电器件和可穿戴设备等领域的不断发展，对性能更好、更稳定的TCO薄膜的需求将会进一步增加。
因此，TCO薄膜的研究和应用前景非常广阔，有望在多个行业中发挥重要作用。
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究近年来，光电压力传感器作为一种新型的压力测量技术，正在逐渐取代传统的电阻式和电容式传感器，成为压力测量领域的新宠。
其中，TCO（透明导电氧化物）玻璃在光电压力传感器中的应用研究备受关注。
本文将对TCO玻璃在光电压力传感器中的应用进行探讨，并介绍其在该领域的研究进展和应用前景。
光电压力传感器是一种通过测量光强变化来间接测量压力的仪器。
它利用光电效应和光学原理，将压力转换为光信号，再通过光电检测器将其转化为电信号，从而实现对压力的测量。
光电压力传感器具有很高的灵敏度、快速响应、宽测量范围和较小的尺寸等优点，因此在机械、航空航天、生物医学等领域都有广泛的应用。
TCO玻璃是一种具有优异光学和电学性质的材料，其主要成分为氧化物，常见的有氧化锡、氧化铟、氧化锌等。
TCO玻璃具有高透光率、低电阻率、良好的热稳定性和机械强度等特点，适用于制备高性能光电器件。
在光电压力传感器中，TCO玻璃可用作压力敏感元件的导电层，实现对压力的准确测量。
TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究主要包括两个方面：压力敏感元件的制备和传感器的性能优化。
首先，通过溶胶-凝胶法、磁控溅射法等制备方法可得到具有较好电学性能的TCO薄膜，作为压力敏感元件的导电层。
这些方法能够控制薄膜的厚度、表面平整度和晶体结构，从而影响导电性能和压力传感器的灵敏度。
其次，通过优化光电检测器的结构和光学系统的设计，结合TCO玻璃的导电特性，使得光信号的变化与压力变化之间有更准确的关系。
研究者们通过实验和模拟方法，不断改善传感器的性能，提高其精度和可靠性。
目前，TCO玻璃在光电压力传感器中的应用研究已经取得了一些重要的进展。
研究者们通过改变TCO薄膜的成分和结构，制备出了具有优异性能的压力敏感元件。
例如，利用氧化铟锡（ITO）薄膜作为导电层，可以实现高灵敏度的光电压力传感器。
此外，部分学者还利用复合材料的制备工艺，将TCO玻璃与其他纳米材料相结合，进一步提高了光电压力传感器的性能。
可调的透明导电膜研究进展
最 好 的Ｔ Ｃ Ｏ 材 料 。 因此 ， 我 们 认 为 要 进 一 步 降低 透 明 导 电薄 膜 的 电阻 率 ，提 高 其 光 学 性 能应另辟蹊 径 。 从 导 电 的 角 度 看 ， 金 属 导 电 性 好 ， 如
Ａ ｇ 和Ｃ ｕ 的 电阻率 Ｌ ￣ Ｉ Ｔ Ｏ的 低 近 两 个 数 量 级 ，
利 在 处 理 紫 外 固化 冷 却 中 采 用 风 冷 ， 透 紫 外 窗采 用 的是 无 镀 膜 的石 英 玻 璃 盘 。 又 如 上 海 海 晶 电子 有 限 公 司 液 晶 紫 外 固化 炉 虽 然 有 风 冷 系 统 ， 但 紫 外 固 化 炉 的 温 度 有 时 可 高 达 ８ Ｏ ℃ ，这 样 易 使 液 晶 的保 护 贴 片 因 高温 加 热 而 发 生 粘 连 。风 冷 虽 然 成 本 较 低 ，但 风 冷 容 易 造 成 飘 移 ，而 且 冷 却 效 率 不 佳 ；其 二 ： 水 冷 却 ， 在 灯 管 外 加 装 水 套 ， 该 方 法 效 果 较 好 ，但 成 本 较 高 ，还 可 能发 生 泄 漏 。总 之 ， 传 统 的 单 一 的风 冷 和 水 冷 虽 然 带 走 了紫 外 光 源 的 大 部 分 热 量 ，但 冷 却 效 果 并 不 很 理 想 ， 且 定位 性 差， 结 构 不 紧凑， 尤其 当 光源 与产 品 之 间 的 热 量 非 常集 中时 ，上 述 的冷 却 方 法 不 能很有 效地将这些有 害热量带走 。 近３ Ｏ 年 来 传 统 热 镜 的相 关 研 究 在 节 能 建
然 而 金 属 一 般 只 有 当 其 厚 度 低 于２ ０ ｎ ｍ时 才 透 光 。若 选 用 厚 度 ＜２ ０ ｎ ｍ的 高 导 电 性 能 的 Ａ ｇ 金属 （ Ｍ） 作 为 导 电层 ， 然 后 在Ａｇ 膜 的两 侧 均 沉 积 一 层 一 定 厚 度 ｄ（ 纳 米 数 量 级 ） 的 高 折 射 率ｎ 和 电 阻 率 ｐ的介 质 膜 （ Ｄ） 。 从 薄 膜 干 涉 理 论 得 知 ， 当膜 的 厚度 是 入 射 光在 该
透明导电氧化物镀膜玻璃的光伏应用前景
Ｔ Ｏ Ｃ 玻璃 、 掺杂氟 的二 氧化 锡 （Ｔ － Ｆ Ｏ ＴＣ 玻璃 、 铝 氧化 锌 透 明导 电膜 Ｏ） 掺 （ Ｏ ＴＣ 玻璃 。 Ｃ 玻璃 的种类 ＡＺ － Ｏ） Ｔ Ｏ 及其在各方 面的区别详见表 ｌ 。
（）Ｔ － Ｃ 玻 璃 １ Ｉ ＴＯ Ｏ
（ ｇ ｅｒｎ ｓｕｔｒ ｇ技术开发成 ｍａ ｎｔｏ ｐ ｔ ｉ ） ｅｎ
功 ， 过 使 用 低 温 沉 膜 制 程 ， 论 在 通 不
向导 电性 能 ， 以必须利用ＴＣ 玻璃 所 Ｏ 来 收集 电池 的电流 ， 由于ＴＣ 玻璃 又 Ｏ 对 光 的高 透过 性和 减反 射性 ， 能够 让
大 部分 阳光 进入 吸收层 ， 以ＴＣＯ玻 所 璃 是 薄 膜 太 阳 能 电池 不 可 或 缺 的 重 要组 成部 分 。
明导 电性应 用材 料 主要 以Ｉ ＴＯ为 主 ， 因此磁控溅镀Ｉ ＴＯ－ ＣＯ玻璃成为透 Ｔ 明导 电应用材料市场上 的主流产 品。
简 介
１透明导电氧化物镀膜玻璃的定义 ．
透明导 电氧化物镀膜 （ｒ ｔ ｒ ｔ Ｔ ａｓ ｅ ￣ ｎ
Ｃｏ ｕ ｔｖ Ｏｘｉ ｅ， ｎｄ ｃ ｉ ｅ ｄ ＴＣＯ） 玻璃 ， 是 在 平 板 玻 璃 表 面通 过物 理 或 者 是 化 学 镀 膜 的方 法 均 匀镀 上 一 层 透 明
玻璃 ； 按膜层成分 来分 ， 分为Ｉ 则 ＴＯ—
导 电氧 化 物薄 膜 ， 要 包括 铟 （ｎ 、 主 Ｉ） 锡 （ ｎ 、 （ ｎ 和 镉 （ ｄ 氧 化物 及 Ｓ ）锌 Ｚ ） Ｃ ）
其 复 合 多元氧 化物 薄 膜 。 由于 薄 膜太 阳 能 电池 中间 半 导 体层 几 乎 没 有 横
注 ：ｚ Ｎ掺金 的氧化锌 ；ｚ为掺 钡的氧化锌 ；ＰＶ ￣常压化 学气相沉 积法 ；ＶＶ ￣低压化 学气相 沉积法 ；Ｌ ＠脉冲激光沉 积法。 ｏｏ Ｂｏ ＡＣＤ／ ＬＣＤ／ ＰＤ
溶胶-凝胶法制备ZAO透明导电氧化物薄膜的研究进展
制 备 Ｚ Ｏ 薄 膜 的方法 很 多 ， Ａ 一般 来说 用于 制备 其他透 明导 电氧化物 薄膜 的方法 均可 用于制备 Ｚ ＡＯ 薄膜 。主 要包 括 ： 控 溅射 法 、 冲 激光沉 积法 、 磁 脉 溶 胶 一凝胶 法 、 化学 气 相沉 积 法 、 喷涂 热分 解法等 旺ｏ １
维普资讯
工材料 ２０ ｏ． ０８ Ｎ １
徐模辉等： 溶胶一 凝胶法制备 Ａ ０蓬 曼皇 塑蔓堕 窒 堡
兰
溶 胶 一凝 胶 法制 备 Ｚ ＡＯ 透 明 导 电 氧 化 物薄 膜 的研 究进 展
徐 模辉 ，王 华
（ 林 电子 科技 大 学 ａ 信 息与 通 信学 院 ；ｂ 信 息材 料 科学 与工 程 系 ， 广西 桂 林 桂 ． ． ５ １０ ） ４０４
摘 要 ： 胶 一凝 胶 法是 一 种 高 效 的制 膜 技 术 。本 文综 述 了溶 胶 一 胶 法 制备 氧 化 锌 铝 （ Ａ 透 明导 电 溶 凝 Ｚ Ｏ）
氧化物薄膜（ Ｏ） ＴＣ 的原理 、 特点及研究进展， 指出了采用溶胶 一凝胶法制备 Ｚ Ｏ薄膜今后急需解决的 Ａ
问题 。
关 键词 ： 胶 一凝 胶法 ； 溶 氧化 锌铝 （ Ａ ； 明 导 电氧化 物 薄 膜 （ Ｃ Ｚ Ｏ）透 Ｔ Ｏ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ｌｇｅ ｍ ｅ ｈｏｄ ｓ ｖ ｒ ｅ ｆ ｃ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｏ— ｌ ｔ ｉ ａ ｅ ｙ ｆ ｉ ｉ ｎ ｍ ｅ ｈｏ ｔ ｄ， Ｗ ｈｉ ｈ ｓ ｃ ｉ Ｗ ｉ ｌ ｕ ｅ ｔ ｐ ｅ ｒ ｎ ｄｅ ｙ ｓ ｄ ｏ ｒ ｐａ ｉ ｇ ｔ ｉ ｆ ｌ ｓ Ｔｈ ａ ａ ｅ ｉ ｔ ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｈ ｎ ｉｍ ． ｅ ｄｖ ｎｃ ｓ ｎ ｈｅ ｅ ｒ ｔ ｏ ｏｆ ＺＡ Ｏ ｈｉ ｆ ｌ ｓ ｙ ｏｌｇ ｌ ｅ ｈｏ ａ ｗ ｅ ｌ ｔ ｎ ｉｍ ｂ ｓ — ｅ ｍ ｔ ｄ ｓ ｌ ａ ｉ ｓ ｓ ｔ ｐｒ ｎ ｉ ｅ ａｎ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ａ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｉ ｗ ｅ ｉ ｃ ｐｌ ｄ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓ ｒ ｂ ｉ ｆ ｙ ｒ ｖ ｅ ｄ． Ａ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏｆ ｈ ｓ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐａ ｅ ， ｅ ｉ ｔｎｇ ｐ ｒ ｘ ｓｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ａ ｓ ｐｏｉ ｔ ｄ ｕ ． ｒ ｂｌ ｍ ａ ｅ ｌ ｏ ｎ ｅ ｏ ｔ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏｌ ｌ ｅ ｈ ｙ ｒ ｓ ｓ — ｍ ｔ ｏｄ； ｇｅ ＺＡ Ｏ ； ｒ ｎｓ ｒ ｎｔ ｏｎ ｕ ｔ ｎ ｔ ｉ ｆ ｌ ｔ ａ ｐａ ｅ ｃ ｄ ｃ ｉ ｇ ｈ ｎ ｉ ｍ
《磁控溅射法低温制备ITO透明导电薄膜工艺研究》
《磁控溅射法低温制备ITO透明导电薄膜工艺研究》一、引言随着现代电子技术的飞速发展，透明导电薄膜在太阳能电池、触摸屏、液晶显示等领域得到了广泛应用。
ITO（氧化铟锡）因其高导电性、高可见光透过率等优点，成为了透明导电薄膜的首选材料。
而磁控溅射法作为一种制备ITO透明导电薄膜的常见方法，具有薄膜质量高、工艺控制灵活等优点。
本文旨在研究磁控溅射法在低温环境下制备ITO透明导电薄膜的工艺过程及其性能表现。
二、磁控溅射法的基本原理磁控溅射法是一种物理气相沉积技术，其基本原理是在真空环境下，利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材中的原子或分子脱离表面，并沉积在基底上形成薄膜。
在磁控溅射过程中，磁场的作用使得等离子体在靶材表面形成环状运动，提高了等离子体的密度和利用率，从而提高了薄膜的制备效率和质量。
三、低温制备ITO透明导电薄膜的工艺研究1. 靶材选择与预处理选择纯度较高的ITO靶材，并进行预处理，如清洗、抛光等，以提高薄膜的质量。
同时，根据需要调整靶材的形状和尺寸，以满足不同的工艺需求。
2. 基底的选择与预处理选择合适的基底材料，如玻璃、石英等，并进行清洗、干燥等预处理，以提高基底与薄膜的结合力。
3. 磁控溅射工艺参数设置（1）溅射气体：选择氩气作为溅射气体，通过调整气体流量和压力来控制溅射速率和薄膜质量。
（2）溅射功率：根据实验需求调整溅射功率，以获得合适的薄膜厚度和导电性能。
（3）基底温度：在低温制备过程中，基底温度的控制尤为重要。
通过调整加热装置，将基底温度控制在合适的范围内，以保证薄膜的结晶性能和导电性能。
4. 薄膜制备过程及性能表征在磁控溅射过程中，通过实时监测薄膜的生长过程，观察薄膜的形貌、厚度等参数。
同时，利用X射线衍射、四探针测试等手段对薄膜的结晶性能、导电性能等进行评价。
根据实验结果，优化工艺参数，提高薄膜的性能。
四、实验结果与讨论1. 薄膜的形貌与结构分析通过SEM（扫描电子显微镜）观察薄膜的表面形貌，发现薄膜表面光滑、致密，无明显缺陷。
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透明导电氧化物薄膜研究现状
作者：雷亚玲
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第09期
摘要：功能薄膜在战略新兴产业中扮演着重要的角色，其中，透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxide，简称TCO）薄膜是非常重要的一种。
在节能减排大形势下，太阳能电池的研究不断深入，建筑隔热已成为涂料领域新的趋势，TCO薄膜的应用前景广阔。
本文概述了3类TCO薄膜的性能，制备工艺，应用领域以及优缺点，以期对TCO薄膜的研究提供参考。
关键词：透明导电氧化物，电导率，薄膜
1 前言
透明导电氧化物薄膜是一类重要的半导体材料，因其结合了透明性与导电性，是功能薄膜材料的重要分支。
通常来讲，TCO薄膜在可见光的平均透光率T>80%，电阻率低于10-3Ω·㎝[1]。
透明意味着其禁带宽度大（Eg在3.0eV左右），同时适量的自由电子数又使其具有良好的电导率。
薄膜的光学和电学性质因其所含元素本身的固有性质而受到限制，因此由多种氧化物组成的新型多元氧化物薄膜可以通过调整组成与元素组分来获得最佳性能，以适应某种特殊要求。
这是TCO薄膜的重要发展方向之一[2]。
研究的比较广泛的TCO材料体系主要包括：In2O3、SnO2、ZnO及其掺杂体系In2O3：Sn（ITO）、In2O3：Mo（IMO）、SnO2：Sb（ATO）、SnO2：F（FTO）、ZnO：Al （AZO）等。
三大体系各有其优缺点。
2 In2O3基TCO薄膜
研究和应用相对比较成熟的是In2O3基的ITO透明导电薄膜，其电阻率低，介于10-3～10-5Ω·cm之间，可见光的透射率在80%以上，是高透过性的TCO薄膜中最重要的一种。
H.Hosono采用脉冲沉积技术沉积ITO薄膜，当w（SnO2）=5.7%时，其可见光的透射率达到85%，电阻率低达7.7×10-5Ω·cm[3]。
Terzini E[4]等用SnO2掺杂量为10%的ITO靶材制备出了电阻率为8.6×10-4 Ω·cm的ITO 薄膜，可见光的透过率可达90%。
目前普遍采用磁控溅射镀膜工艺来制造ITO薄膜。
随着光电产业的发展，对功能透明导电氧化物材料的性能提出了更高的要求，ITO膜的一些缺陷逐渐的凸显出来，同时受限于生产工艺，性价比一直不高。
综合来说存在以下几个方面的缺陷：
首先其最大的缺陷在于热稳定性极差，当处理温度高于300℃时，膜层电阻值会成倍增加，随着热处理温度的升高以及处理时间的继续增加，电阻值一般会升高到室温电阻值的三倍以上[5]，同时膜层的透光性也随之降低。
这严重制约了它在一些高温耐热特殊场合的应用。
其次，当需要膜的厚度比较大时，采用磁控溅射法制备的ITO膜层普遍存在膜层均匀性差，尤其是对于大面积镀膜；同时这种工艺无法在特殊形状的板材上制备镀膜。
除了上述，在强还原性制备工艺中，如非晶硅电池的制备，ITO膜透光率急剧下降，有文献报道从85%降到20%。
ITO膜从生产工艺到材料性价比等方面都具有其自身无法克服的缺陷，同时，铟高昂的价格，有限的储量和毒性必将限制其进一步发展。
3 SnO2基TCO薄膜
SnO2基TCO薄膜也是研究应用的比较早的透明导电氧化物薄膜。
SnO2薄膜的导电性远不如ITO，但是其它方面的性能均优于ITO薄膜。
因此通过掺杂提高其导电性的研究相对多。
比较典型的是掺杂F的SnO2（FTO）薄膜，掺杂Sb的SnO2（ATO）薄膜。
SnO2及其掺杂膜层化学稳定性高，均匀性好，制备工艺灵活，具有优良的热稳定性。
在还原气氛中的性能稳定，并且研究发现其耐酸耐碱。
SnO2基掺杂薄膜逐渐在太阳能电池等一些领域取代ITO薄膜。
除了光电领域，研究还发现，ATO薄膜在可见光高透过，紫外吸收强，并且在低频率红外区具有很强的反射率[5]，极大的拓展了ATO薄膜在建筑隔热领域的应用。
刘成楼[6]制备了在隔热装置中的底板温差为16 ℃，盒内空气温差为8 ℃的ATO透明隔热涂料，相比浸渍提拉技术成膜，隔热效果明显，但薄膜在可见光区的透过率有所减小。
目前对于ATO隔热薄膜的研究主要是解决隔热性与透过率的矛盾，同时对其工艺进行改进。
4 ZnO基TCO薄膜
ZnO基TCO薄膜是一类环保型的薄膜材料，近年来备受关注。
生产成本低、毒性低是其优于ITO的重要因素，有利于材料的普及。
通过掺杂铝并且进行工艺改进能够有效的改善ZnO的光电特性，是目前最具发展潜力的TCO薄膜。
目前掺铝氧化锌（AZO）薄膜尚处于实验室的研制阶段。
参考文献：
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作者简介：
雷亚玲（1988-），女，山西省平遥县人，汉族，研究生。