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摘 要

随着光电产业的飞速发展，透明导电薄膜进入了人们的视野。作为光电子器件的关键电极材料，在平面显示、触摸屏、薄膜太阳能电池等领域具有巨大的市场需求。开发新型透明导电薄膜，对未来我国光电子产业的发展意义重大。本文综述了我国透明导电薄膜的产业、技术现状以及应用，简单介绍了五种薄膜制备工艺技术并进行优缺点对比。着重讨论了利用磁控溅射法制备CdO基薄膜，通过改变薄膜中铟的含量，从而提高太阳能电池的光利用率。最后，对透明导电薄膜的发展趋势进行了展望。

关键词:透明导电薄膜，研究进展，制备工艺，太阳能电池，发展趋势

Abstract：With the rapid development of the photoelectric industry, transparent conductive films have entered the people"s field of vision. As the key electrode material of photoelectric devices, it has huge market demand in the fields of plane display, touch screen and thin film solar cell. The development of new transparent conductive film is of great significance to the future development of China"s photoelectric industry.The industry, technology status and application of transparent conductive films in China are summarized. Five kinds of preparation technology of thin films are briefly introduced . And then I compare their advantages and disadvantages .The paper focuses on the preparation of a CdO base film by magnetron sputtering, by changing the content of indium in the film, so as to improve the optical efficiency. Finally, the development trend of transparent conductive film is prospected.

Keywords: transparent conductive film, research progress, preparation technology, solar cell , the development trend

目 录

1 透明导电薄膜概述 3

1.1 概述 3

1.2 透明导电薄膜现状 3

1.3 透明导电薄膜的应用 4

2 透明导电薄膜的制备 5

2.1 真空蒸镀法 5

2.2 磁控溅射法 6

2.3 脉冲激光沉积法（PLD） 7

2.4 溶胶-凝胶法（Sol-Gel） 7

2.5 喷雾热解法（SP） 8

2.6 几种制备技术的比较 9

3 基于磁控溅射法的研究分析 10

3.1 实验原理 10

3.2 实验步骤 11

3.3 实验结果与分析 11

结论 15

参 考 文 献 16

致 谢 17

1 透明导电薄膜概述

1.1 概述

随着微电子产业的蓬勃发展、人民生活水平的不断提高，透明导电薄膜的发展步入全新的阶段，空前繁荣。那何为透明导电呢？就是在光学上体现透明性，即在可见光波段呈现高透明性，同时又兼备高导电性^[1]。这种光电材料打破了人们传统陈旧的思想，对固体材料来说，透明的物质通常是不导电的，而导电性好的物质透光度又不行，因而透明导电薄膜成为基础光电材料中最具特色的一类。

透明导电薄膜主要有四类：金属薄膜、氧化物（TCO）、非氧化物、导电性粒子分散介电体。应用最广泛的当属透明导电氧化物薄膜，ITO和FTO目前已实现大规模商品化，最早于1907年发现的CdO也被用于飞行器的挡风玻璃上。近些年来，透明导电薄膜材料的制备技术以及应用都取得了迅猛发展。
透明导电薄膜制备的方法有很多，主要分为两类：（1）物理气相沉积(PVD)：真空蒸镀法、磁控溅射法、脉冲激光沉积法（PLD）；（2）化学气相沉积(CVD)：喷雾热解法、溶胶一凝胶法等。由于磁控溅射法具有良好的可控性,容易制备出均匀面积大的薄膜，已被用于大规模生产，形成产业。尽管制备方法很多，但是薄膜的质量由其可见光区的透射率、电阻率反映，因而，要制备出不同性能的薄膜，就要选取不同的制备方法。

1.2 透明导电薄膜现状

1.2.1 产业现状

从全球透明导电薄膜的市场规模来看^[2]，TCO薄膜占整体市场份额的99%，其中用于触摸屏和平面显示器的ITO透明导电薄膜约占94%，用于薄膜太阳能电池电极的FTO透明导电薄膜约占5%。预计未来仍以光电子器件的透明电极为应用方向，ITO替代材料的市场份额比重将持续增长。

从我国ITO产业现状来看，我国长信科技等公司只能生产中低品质的TN、STN、TP型ITO玻璃，技术门槛低、竞争激烈从而产品利润低；高端、高品质的TFT-ITO产品技术难度大，产品利润高，被韩国三星等日韩公司垄断。此外，我国虽是最大的In出口国，却只能生产小面积产品，高质量的ITO靶材和工业化生产设备仍就依赖国外进口，发展受到限制。

1.2.2 技术现状

由于只有ITO和FTO两种，因而商品化产品单一，无法满足市场需求。目前制备的ITO薄膜存在以下问题：（1）主要原材料In匮乏，近十年来，In的价格翻了2翻，涨到800美元/kg。（2）受到光波干涉现象的影响，ITO薄膜颜色发黄，影响成像质量，光电性能不足^[3]。（3）柔性制备技术将是未来攻克的难题，ITO薄膜无法替代ITO玻璃，运用于高性能透明电极中。（4）ITO材料的功函数过低，只有3.7-4.5eV，而有机半导体器件的HOMO能级大于5.0eV，空穴无法导出和注入，欧姆接触不易形成^[4]。

1.3 透明导电薄膜的应用

（1）薄膜太阳能电池

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