研究目的
开发一种新的加工方法和材料结构，以解决溶液法制备的掺杂氧化锌透明导电薄膜在光电器件应用中存在的高孔隙率、低结晶度以及高浓度碳杂质问题。
研究成果
采用水溶液法结合低温退火下的紫外光照射工艺，成功制备出高透明导电AZO薄膜。该薄膜展现出优异的光电性能，并成功应用于CZTS薄膜太阳能电池中，其性能与采用磁控溅射沉积的AZO薄膜相当。
研究不足
该研究的局限性在于，为获得更好的导电稳定性，热处理温度需进一步优化至200°C以上，但这不利于薄膜太阳能电池及其他柔性电子器件的制备。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用水溶液法制备AZO薄膜，并在低温退火条件下进行紫外照射。以柠檬酸铝络合物作为铝掺杂源。
2：样品选择与数据来源：
使用玻璃基底沉积AZO薄膜，通过SEM、XRD、TOF-SIMS、XPS、紫外-可见分光光度计、霍尔效应法和四探针法对薄膜进行表征。
3：实验设备与材料清单：
氧化锌纳米粉、氨水、九水合硝酸铝、柠檬酸铵、超白玻璃基底、蠕动泵、配备铁掺杂汞灯的紫外手持装置。
4：实验步骤与操作流程：
包括ZnO籽晶层制备、AZO薄膜沉积、紫外照射与热处理、以及CZTS薄膜太阳能电池的制备。
5：数据分析方法：
通过分析研究AZO薄膜的形貌、结晶度、成分分布以及光学和电学性能。
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Zinc oxide nanopowder
<100 nm, CAS no. 1314-13-2
Sigma Aldrich
Used for the preparation of ZnO seed layer
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Ammonia water
ACS, 28%
Sigma Aldrich
Used as a complexing agent in the preparation of ZnO seed layer
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Aluminum nitrate nonahydrate
Sigma Aldrich
Used as the Al doping source
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Ammonium citrate
Sigma Aldrich
Used in the preparation of AZO thin films
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Filter membrane
Φ35*0.45μ | 200s/box; sample number: 92411202
China National Pharmaceutical Group Chemical Reagent Co., Ltd
Used to filter the ZnO suspension aqueous solution
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UV-handheld apparatus
250 W with an iron doped Hg lamp
Used for UV exposure of the AZO thin films
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