透明导电氧化物（TCO）薄膜是制造和优化各种光电器件的关键。ITO（氧化铟锡）虽然是目前商业应用最广的TCO薄膜,但是存在诸多不足,例如In来源稀少导致其价格昂贵,生产过程中易产生有毒烟雾,韧性差等。因此,研发新型TCO材料具有重要意义。氧化锌（ZnO）因其带隙宽、丰度高、无毒等优异性能,被认为是最有潜力的ITO替代材料之一。铝掺杂氧化锌（AZO）兼具高透射率（＞85%,可见光波段）和低的电阻率（～10-4Ω·cm）是ZnO基TCO中最有前途的候选者之一。然而,AZO在富氧高温环境下电学性能恶化明显,极大地限制了其在相关器件中的应用。因此,提高AZO热学稳定性成为此领域亟待解决的问题。本工作旨在探究提高AZO光电性能热学稳定性的方法和原理,具体工作可分为以下三个部分:1.研究高温对AZO透明电极材料的光学和电学性能的影响。实验结果表明,随退火温度的提高,AZO的电学性能严重降低。这主要是由于AZO中锌原子脱附导致锌空位增加降低了载流子浓度,同时晶界缺陷增加导致载流子迁移率下降。2.采用化学气相沉积法（CVD）制备ZnO保护层,以期提高AZO的热稳定性。实验结果表明:ZnO保护层形貌对于AZO的热学稳定性影响显著。衬底温度600℃下制备的连续ZnO薄膜可以兼顾光学和电学性能,从而达到最佳的保护效果。这可能源于:1)CVD法制备过程中,在富锌气氛下通过高温重结晶改善了 AZO的晶体结构和降低了 AZO的缺陷密度,提高了载流子迁移率;2)同时,CVD制备的ZnO通过牺牲自身的结构有序性,形成具有较大缺陷密度的表面层,从而有效捕获从外界渗入的O原子,避免其进入AZO,从而维持载流子浓度。3.为探究富锌环境高温退火和保护层改善AZO稳定性的机理,分析制备工艺在此过程中的影响,本工作进一步对比研究了采用低衬底温度的磁控溅射法（MS）和原子层沉积法（ALD）制备的ZnO保护层。结果表明虽然低温工艺可以获得具有与高温CVD工艺相似形貌和晶体结构的ZnO薄膜,但是无法改善AZO的热学稳定性。这表明:高温CVD工艺具有独特的优势。若缺少富锌气氛下的重结晶过程,AZO无法在确保载流子浓度的情况下提升载流子迁移率;其次,即使三种方法制备的ZnO层均能牺牲自身结构有序性保护了下层AZO,从而抑制AZO层的Zn脱附以及外界O原子/离子向AZO的扩散。但由于MS和ALD过程中的基底AZO未经富锌环境高温重结晶的作用,而未能改善AZO的结晶质量和缺陷密度,因而其固有缺陷的不稳定性对AZO的热稳定的影响也是无法规避的。上述结果为相关TCO材料的优化和改善高温耐受性提供了新途径,对于器件优化具有一定的指导意义。