锡掺杂量对胶体法制备ITO薄膜光电性能的影响

Effect of Sn-Doping Content on the Electrical and Optical Properties of ITO Films by Colloid Method

摘要:

以金属铟和锡盐为原料采用胶体法制备Sn掺杂三氧化二铟(ITO)前驱物浆料,通过提拉法在镀有SiO2薄层的浮法玻璃基片上制备透明导电ITO薄膜.研究了不同Sn掺杂量5%～20%(质量分数,下同)对ITO薄膜光电性能的影响.用分光光度计和四探针电阻仪检测ITO薄膜,样品的光电性能,并对其进行X射线衍射分析.结果表明:当Sn掺杂量为10%时薄膜的方电阻最小,为153 Ω/□,不同Sn掺杂的ITO膜均为单一的立方铁锰矿结构;薄膜在可见光区平均透过率≥82%.基于对不同Sn掺杂量的ITO薄膜XRD数据分析,研究了ITO薄膜的结构特性,并讨论了薄膜的导电机制.结果表明:胶体法制备的ITO薄膜的自由载流子主要来源于氧缺位提供的导电电子.通过对ITO薄膜吸收系数的线性拟合表明,薄膜中自由电子由价带至导带的跃迁属于直接跃迁,且光学能隙值随Sn掺杂量的增加呈先增加后减小的趋势,在Sn掺杂量为15%时为最大值3.65 eV.

关键词:ITO薄膜;胶体法;掺杂;导电机制;光学能隙;掺杂量;胶体;法制;薄膜;光电性能;影响;Method;Colloid;Films;Optical Properties;Electrical;Content;最大值;趋势;光学能隙值;直接跃迁;导带;自由电子;线性拟合;吸收系数

Abstract:

Key words:ITO films; colloid method; sn-doped content; electric mechanism; optical band gap