喷雾热解法制备氧化锡薄膜工艺及性能研究

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要目前半导体材料研究领域的热点之一是宽禁带半导体材料SnO2薄膜是一种宽禁带隙半导体材料它具有对可见光透光性好紫外吸收系数大电阻率低化学性能稳定以及优良的光电性能等优点己被广泛的应用在太阳能电池液晶显示器光探测器窗口涂层等领域是一种用途十分广泛的功能薄膜本论文以无机金属盐SnCl22H2O和SbCl3Nb2O5为原料首次采用喷雾热解法在玻璃管上制备了掺铌的SnO2薄膜同时制备了掺Sb的SnO2薄膜采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对掺杂后的薄膜的结构和表面形貌进行了表征利用721可见分光光度计测量薄膜在可见光范围内的平均透过率并采用万用表对薄膜的导

2、电性能进行了测试分别研究了掺杂Sb和Nb浓度大小对SnO2薄膜结构和光电性能的影响并对两种薄膜进行了电热方面的测试研究表明掺杂Sb和Nb二氧化锡薄膜的晶相结构仍然为四方金红石结构掺杂并未造成薄膜晶相结构的改变掺杂能显著提高薄膜的导电性能掺杂浓度对薄膜的导电性能有很大影响在被测试管的尺寸相同条件下Sb和Sn原子比为0.04时的SnO2薄膜导电性能最好电阻降低到28而掺Nb的SnO2薄膜导电性能也有很大的提高Nb和Sn原子比为0.02时薄膜的导电性能最好电阻最小为25Sb掺杂的SnO2薄膜在可见光区透光率最高不超过75%在热处理温度相同时随着掺杂浓度的提高薄膜的平均可见光透光率

3、降低很快而Nb掺杂的SnO2薄膜具有更好的透光性Nb掺杂的SnO2薄膜可见光区透过率最大值达到80%随掺杂浓度的提高薄膜可见光透光率缓慢下降对掺杂Sb和Nb的SnO2薄膜薄膜进行了通电加热实验结果表明掺锑和掺铌镀膜玻璃管在20-60V不同电压下通电时温度上升很快能稳定的工作基本达到了实际应用的要求关键词SnO2薄膜喷雾热解法掺Sb掺Nb电热性能1内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractWideband-gapsemiconductormaterialisoneofthehottestmaterialsresearchedinrecentyears.Tinoxidefilm

4、,asawideband-gapmaterial,hasbeenwidelyusedinmanyfields,suchasopto-electricdevices,hightemperaturedevices,LCD,solarcell,windowcoatingandsoon.Ithasmanyexcellentproperties,suchashightransparencyinvisibleregion,lowresistivity,highstablilityandthefinephotoelectricityperformance.TinoxidefilmsofN

5、b-dopedwerefirstdepositedonglasstubebyspraypyrolysisusingmetalsaltsSnCl2·2H2OandNb2O5asprecusors.AndSb-dopedtinoxidefilmswerePreparedusingmetalsaltsSnCl2·2H2OandSbCl3asprecusors.ThemicrostructureandsurfacemorphologyofSnO2thinfilmswereinvestigatedbyXRDandSEM.Theaveragetransmissibilityinvisi

6、blelightofSnO2thinfilmsweremeasuredbythe721VisibleSpectrophotometer.Besides,theresistanceofSnO2thinfilmsweremeasuredbymultimeter.TheinfluencesofdopantamountofSb-dopedandNb-dopedSnO2thinfilmsofmicrostructureandopticalandelectricalpropertywerediscussed.Theresultswereshownasfollows:TheSnO2cry

7、stalswithSb-dopedandNb-dopedexistastetragonalrublestructure,andhigherdopingdonotchangethecrystallinestructureofSnO2film;thedopantamounthavetheimportantinfluencetothethinfilmelectricconductivity,SnO2filmswithsuitabledopinglevelhavethebestelectricalconductivity.