透明导电薄膜是一种重要的光电功能薄膜。它在平板显示技术、太阳能电池等领域中有重要应用。近年来,由于能源危机,全球变暖等问题引发了全球对　　 薄膜太阳能电池的广泛研究。作为薄膜太阳能电池关键组成部分之一的透明导电薄膜目前主要是ITO、FTO和AZO。其中ITO成本过高,FTO和AZO的导电性和可见区透光性尚需提高。本论文主要研究适合薄膜太阳能电池的新型无铟、室温制备、低电阻、高透明导电薄膜。传统掺杂工艺制备透明导电薄膜需要高温,并且较难实现低电阻和高可见区域透射。介质膜/金属/介质膜(dielectric/metal/dielectric,DMD)结构的透明导电薄膜很容易实现低电阻和较高的透过率。这是因为DMD结构中的金属层与两层介质膜构成并联电阻从而能获得低电阻；三层薄膜光学上的诱导增透设计可以提高其可见区透过率。本文以DMD结构的无铟透明导电薄膜为研究对象,通过理论设计得到了三层薄膜各自对DMD整体透过率的不同影响,以室温电子束蒸镀的方法,制备了几种无铟多功能性的透明导电薄膜。其主要创新性结果如下:　　 (1)以WO3介质层和Ag金属层为例,理论模拟了DMD结构中三层薄膜对透射光谱的影响,发现增加最外层(与空气接触)介质膜厚度会使透射峰红移；而增加最里层(与玻璃接触)介质膜厚度会使透射谱蓝移；而中间金属银层的膜厚影响整体的平均透过率。　　 (2)采用原材料比In2O3丰富的WO3、ZnSe和Sb2O3为介质材料,Ag为金属层,在优化设计了各层膜厚的基础上,利用室温电子束蒸发方法制作了三种性能优异的DMD结构透明导电薄膜WO3/Ag/WO3(WAW)、ZnSe/Ag/ZnSe(ZAZ)和Sb2O3/Ag/Sb2O3(SAS)。　　 其中WAW透明导电薄膜实现了12Ω/□的面电阻,获得了6.33 ev的极高功函数,这是已报道的最高功函数的透明导电薄膜。初步分析认为在DMD结构中,薄膜的功函数主要与介质层有关,受金属Ag层的影响小。以WAW为阳极的绿光有机电致发光器件(organic light emitting device,OLED)启亮电压仅为1.9V,打破了绿光器件2.35 V启亮电压的热动力极限,证明高功函数WAW阳极可以有效地提高OLED器件注入效率。以WAW为阳极的聚合物太阳能电池比同等条件下ITO为阳极的电池能量转换效率高75.2％,并且开路电压也高0.2 V。以WAW为阳极的OLED和聚合物太阳能电池均显示了比ITO为阳极更为优异的性能,表明了它在光电子器件中极具潜力的应用价值。　　 ZnSe是光学红外材料,在军事上有广泛的应用,但是它在650hm以下有很高的吸收率,因此制约了它在可见光区域的应用。通过合理的设计和制备,ZAZ实现了在可见光区域(400—700nm)平均透过率64％,峰值653nm处,为83％。并且载流子浓度1.208×1020cm-3,电子迁移率17.22 cm2V-1s-1,和电阻率2.867×10-5Ω·cm,表明其具备优良的电学性能。该结果将扩展ZnSe红外材料在可见光领域的应用。　　 首次采用Sb2O3介质材料研制出Sb2O3/Ag/Sb2O3结构的深紫外透明导电薄膜。厚度为51nm/18nm/32nm的SAS样品具有载流子浓度7.722×1021cm-3,迁移率为21.92cm2V-1s-1,电阻率为3.688×10-5Ω·cm,功函数5.22eV,薄膜方阻为8Ω/□的优异性能。SAS薄膜在低电阻率下实现了深紫外透明:50％@280nm;60％@286nm;70％@296nm；306nm透过率>8096,并且在335nm处达到最高透过率92％。其另一突出特点在于通过改变各层膜厚,可以在306—800nm范围内实现透过率大于80％的透明区域选通。室温制备的SAS可耐400℃高温,并且强度高,可光刻,在空气中稳定性好,克服了当前DMD类透明导电薄膜热稳定性及环境稳定性差、难光刻的缺点。以SAS为阳极的聚合物太阳能电池比商用ITO为阳极的能量转换效率高32.6％,显示了其在光电子器件中的广泛应用前景。