新型透明导电薄膜的研制及其在有机太阳能电池中的应用

【摘要】：自从‘1907年Badeker首次发现CdO薄膜同时具有透明与导电特性以来,对于透明导电氧化物的研究突飞猛进。目前透明导电氧化物(TCO)薄膜已经形成了以氧化铟、氧化锡和氧化锌为主体材料的三大体系,其中氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜以其低电阻、高透过率、易刻蚀等优良特性成为商品化的主流产品,被广泛应用于平板显示技术、太阳能电池、触摸屏等领域。但铟为稀有元素,面临原材料耗尽的问题。以氧化锌为主体的TCO薄膜成本低廉、光电性能优良,但可靠性和稳定性方面尚有不足。以氧化锡为主体的FTO薄膜则存在造价高和难以刻蚀的问题。随着光电子技术的不断进步,TCO薄膜在提高光电性能的同时,也向多功能方面发展。 本文研制了稀土离子氟化物掺杂的氧化铟及氧化锌透明导电薄膜,主要的研究成果如下： (1)用电子束镀膜技术首次制备了氧化铟掺杂氟化铒(IEFO)透明导电薄膜,并研究了其光学特性和电学特性,结果表明IEFO薄膜光电特性可以和商用ITO相比拟,其电阻率为5.490×10-4Ω·cm,迁移率42.35cm2/Vs,载流子浓度2.685×1020cm-3,可见光(380～780nm)平均透过率81%；用IEFO薄膜制备了聚合物太阳能电池器件。 (2)首次制备了氧化锌掺杂氟化铕透明导电薄膜。其电阻率为8.552×10-4Ω·cm,迁移率30.84cm2/Vs,载流子浓度2.366×1020cm-3,可见光透过率77.1%。并制备了聚合物太阳能电池。 【关键词】：透明导电薄膜 氧化物 掺杂 聚合物太阳能电池 功函数
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914.42
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 透明导电薄膜研究意义11
• 1.2 TCO的研究现状和主要分类11-17
• 1.3 TCO的未来发展方向17-21
• 第2章 透明导电薄膜的制备和表征技术21-33
• 2.1 透明导电薄膜的制备技术21-25
• 2.2 TCO薄膜的常用表征技术25-33
• 第3章 ErF_3掺In_2O_3透明导电薄膜的制备和表征33-49
• 3.1 研究背景33-34
• 3.2 实验部分34-35
• 3.3 测试和分析35-43
• 3.4 基于IEFO的聚合物太阳能电池的制备和测试43-48
• 3.5 本章小练48-49
• 第4章 EuF_3掺ZnO透明导电薄膜的制备和表征49-55
• 4.1 研究背景49-50
• 4.2 实验部分50-51
• 4.3 测试和分析51-52
• 4.4 基于ZEFO的聚合物太阳能电池的制备和测试52-54
• 4.5 小结54-55
• 第5章 总结与展望55-57
• 5.1 总结55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-63
• 在学期间学术成果情况63-64
• 指导教师及作者简介64-65
• 致谢65

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