论文部分内容阅读
SnO2：F薄膜具有优良的导电性和透光性，被广泛的应用于低辐射（Low-e）玻璃、太阳电池等领域。喷雾热解法是一种适合大面积镀膜的技术，采用喷雾热解法有望制备光电性能优良的SnO2：F薄膜，具有广泛的应用前景。在喷雾热解法制备SnO2：F薄膜的过程中，喷涂液的化学组成是决定其性能的一个重要因素。本文以SnCl4·5H2O为Sn源、HF为掺杂剂，工业酒精为溶剂，配制了SnO2：F溶胶，以聚乙二醇-200（PEG-200）作为添加剂，研究了PEG-200添加剂对SnO2：F薄膜光电性能的影响，并且讨论了所制备SnO2：F薄膜在Low-e玻璃和太阳电池领域的应用前景，具体的研究和结论如下： （1）以520℃作为喷雾热解的沉积温度，研究了喷涂液中未添加PEG-200和PEG-200添加量分别为0.5wt％、1.0wt%＞2.0wt%和3.0wt％的5组 SnO2：F薄膜，研究结果表明：PEG-200的添加对薄膜厚度、晶粒大小、结晶程度和表面粗糙度具有显着影响，随着PEG-200添加量的增加（0.5wt%～3.0wt%），薄膜厚度、SnO2晶粒和表面粗糙度逐渐增大，薄膜的结晶程度逐渐变好。 （2）研究了PEG-200的添加量对SnO2：F薄膜光学性能的影响，当PEG-200添加量从0.0wt%增加至1.0wt%时，薄膜的电阻率降低明显，从7.92×10-4Ω·cm降低至5.04×10-4Ω·cm，与未添加PEG-200的薄膜相比，降低了36.4%；而当PEG-200添加量从1.0wt%增加至3.0wt%时，薄膜的电阻率略微增大。 （3）随着PEG-200添加量的增加（0.0wt%～3.0wt%），薄膜的平均可见光透过率逐渐降低，半球辐射率先逐渐减小后趋于稳定。在添加量为1.0wt%时，薄膜的光学性能最佳，平均可见光透过率和半球辐射率分别为77.20%和0.10。在此基础上研究了当喷涂液中PEG-200添加量为1.0wt%时，沉积温度和薄膜厚度对采用喷雾热解法制备SnO2：F薄膜光电性能的影响。当沉积温度为535℃，膜厚为560nm时，薄膜的电阻率和半球辐射率达均到最低值，分别为5.04×10-4Ω·cm和0.12，达到Low-e玻璃的基本要求。 （4）随着PEG-200添加量的增加（0.0wt%～3.0wt%），薄膜的雾度逐渐增大，当溶胶中PEG-200添加量为1.0wt%时，薄膜的雾度为8.77%，当溶胶中PEG-200添加量超过2.0wt%时，薄膜的雾度增大明显，在PEG-200添加量为3.0wt%时，雾度达到最大，为11.79%。虽然在PEG-200添加量为3.0wt%时，薄膜具有最大雾度，但是此时薄膜的表面存在缺陷，电阻率和平均可见光透过率与PEG-200添加量为1.0wt%制备的薄膜光电性能相比较差。所以选择PEG-200添加量为1.0wt%时的溶胶制备不同沉积温度和膜厚的SnO2：F薄膜。研究了沉积温度和膜厚对SnO2：F薄膜雾度的影响。在沉积温度为535℃，薄膜厚度为360nm的工艺条件下，制备的SnO2：F薄膜的的电阻率、平均可见光透过率和雾度，分别为5.04×10-4Ω·cm，74.62%和9.6%。薄膜的光电性能基本达到太阳电池用导电基板的要求。