《一种具有高导电性的减反射膜及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种具有高导电性的减反射膜及其制备方法.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102881727 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 7 2 7 A *CN102881727A* (21)申请号 201210390782.5 (22)申请日 2012.10.15 H01L 31/0216(2006.01) H01L 31/0224(2006.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人浙江大学 地址 310027 浙江省杭州市浙大路38号 (72)发明人朱丽萍 陈文丰 李潘剑 郑志东 (74)专利代理机构浙江杭州金通专利事务所有 限公司 33100 代理人刘晓春 (54) 发明名称 一。
2、种具有高导电性的减反射膜及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供一种可用于太阳电池的高导电性 减反射膜及其制备方法，其中，高导电性的减反射 膜为双层膜，底层为腐蚀并经过氢等离子处理过 的n型导电ZnO薄膜，顶层为SiO 2 薄膜。本发明 还提供该减反射膜的制备方法，包括如下步骤： 1)使用射频磁控溅射技术在衬底上制备n型导电 ZnO薄膜，2)将ZnO薄膜在一定浓度的稀盐酸下进 行腐蚀，3)将腐蚀过的ZnO薄膜进行氢等离子处 理，4)在ZnO基薄膜的表层溅射SiO 2 薄膜。本发 明的减反射膜采用射频磁控溅射法制备，具有生 长速度快、膜厚均匀性好、导电性能好的优点，可 以降低太阳电池对太阳光的反。
3、射率，从而提高太 阳电池的转换效率。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一 种 透 明 导 电 减 反 射 膜， 其 特 征 在 于， 所 述 的 透 明 导 电 减 反 射 膜 为 具 有 绒 面 陷 光 结 构的双层薄膜， 其中 ： 底层为腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 ZnO薄膜 (31)； 顶层为 SiO 2 薄膜 (32)。 2.根据权利要求 1所述的透明导电减反射膜， 其特征在于所述 n型导电 ZnO薄膜 (31) 所进行的。
4、氢等离子处理为在射频电源环境下进行， 所述射频电源的功率为 1020W。 3.根据权利要求 2所述的透明导电减反射膜， 其特征在于所述的氢等离子处理的条件 为 ：本底气压低于 510 -6 Torr， 工作气压为 10 30mTorr， 衬底的温度为室温至 150。 4.根据权利要求 1至 3任一项所述的透明导电减反射膜， 其特征在于所述的 n型导电 ZnO薄膜 (31)选自未掺杂 ZnO薄膜、 Al掺杂的 ZnO基薄膜、 Ga掺杂的 ZnO基薄膜、 F掺杂 的 ZnO基薄膜中的任意一种。 5.根据权利要求 1至 3任一项所述的透明导电减反射膜， 其特征在于所述 n型导电 ZnO 薄膜 (31。
5、)的厚度为 80 150nm， SiO 2 薄膜 (32)的厚度为 10 50nm。 6.一种透明导电减反射膜的制备方法， 其特征在于包括如下步骤 ： 1） 在清洁的衬底上采用射频磁控溅射法制备 n型导电 ZnO薄膜 (31)， 所述的衬底为石 英衬底、 硅衬底或玻璃衬底 ； 2） 将步骤 1)制得的 n型导电 ZnO薄膜 (31)在浓度为 0.1 1.0wt%的稀盐酸中进行 腐蚀 ； 3） 将步骤 2)腐蚀后的 n型导电 ZnO薄膜 (31)进行氢等离子处理 ； 4） 将步骤 3)氢等离子处理后的 n型导电 ZnO薄膜 (31)上采用射频磁控溅射法生长一 层 SiO 2 薄膜 (32)， 即。
6、制得透明导电减反射膜。 7.根据权利要求 6所述的透明导电减反射膜的制备方法， 其特征在于所述的 n型导电 ZnO薄膜 (31) 选自未掺杂 ZnO薄膜、 Al掺杂的 ZnO基薄膜、 Ga掺杂的 ZnO基薄膜、 F掺杂 的 ZnO基薄膜中的任意一种。 8.根 据 权 利 要 求 6所 述 的 透 明 导 电 减 反 射 膜 的 制 备 方 法， 其 特 征 在 于 所 述 n型 导 电 ZnO薄膜 (31)的厚度为 80 150nm， SiO 2 薄膜 (32)的厚度为 10 50nm。 9.根据权利要求 6所述的透明导电减反射膜的制备方法， 其特征在于所述步骤 3)中的 氢等离子处理使用的是。
7、射频电源， 其功率为 1020W。 10.根据权利要求 6所述的制备方法， 其特征在于所述步骤 3)中的氢等离子处理的本 底气压低于 510 -6 Torr， 工作气压为 10 30mTorr， 衬底的温度为室温至 150。 权 利 要 求 书CN 102881727 A 1/6页 3 一种具有高导电性的减反射膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及材料领域， 特别涉及一种具有高导电性的减反射膜及其制备方法。 背景技术 0002 传 统 的 太 阳 电 池 前 电 极 (主 要 包 括 主 电 极 和 栅 电 极 )由 Ag构 成， 起 到 收 集 电 流 的 作 用。 如 图 1所 示。
8、， 这 种 由 两 条 主 电 极 11和 连 接 在 主 电 极 上 的 栅 电 极 12上 构 成 的 前 电 极 约 占 太 阳 电 池 表 面 面 积 的 3 5。 对 于 聚 光 型 太 阳 电 池 (CPV)， 有 10 以 上 的 太 阳 光 由于 Ag电极的遮挡无法进入太阳电池。 为了提高太阳电池的转换效率， 必须减少前电极面 积。 但是， 如果缩小 Ag电极的面积会导致电流收集困难、 串联电阻增加、 太阳电池转换效率 降低的问题。 0003 透 明 导 电 薄 膜 作 为 太 阳 电 池 前 电 极 的 可 替 代 材 料， 其 研 究 已 经 得 到 了 广 泛 的 重 视。
9、， 其发展经历了由 ITO(氧化铟锡 )、 SnO 2 向 ZnO材料的转变。 上述透明导电氧化物薄膜具 有 高 的 透 光 性， 因 此 能 够 克 服 Ag电 极 产 生 大 量 光 反 射 而 使 太 阳 光 得 不 得 充 分 利 用 的 缺 点。 通 过 引 入 这 种 透 明 导 电 氧 化 物 薄 膜 电 极， 可 以 大 大 减 少 前 电 极 中 Ag电 极 的 面 积， 使 太 阳 电 池只需要一个或两个主电极， 而不再需要栅电极。 采用 IIIA族元素掺杂是提高 ZnO基薄膜 导 电 率 的 常 见 的 方 法， 可 以 使 掺 杂 的 ZnO基 薄 膜 具 有 很 高 。
10、的 导 电 率， 但 是 这 种 掺 杂 容 易 导 致 ZnO基薄膜较低的红外波段光的透过率。 采用 F掺杂就能够很好地解决透过率的问题， 但 是却很难得到很好的导电率。 Chris G. Van de Walle(Chris G. Van de Walle， Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide， PHYSICAL REVIEW LETTERS， 2000(85): 1012-1015) 仔 细 研 究 了 氢 在 ZnO中 的 存 在 方 式， 并 得 出 结 论 它 是 一 种 浅 施 主。Chen, Liang-Yih等 (Chen,。
11、 Liang-Yih， Chen, Wen-Hwa， Wang, Jia-Jun， Hydrogen-doped high conductivity ZnO films deposited by radio-frequency magnetron sputtering， Applied Physics Letters,2004(85): 5628-5630)用 简 单 的 通 氢 气 的 方 法 制 备 出 了 具 有 高 导 电 性 的 氢 掺 杂 ZnO薄 膜， 进 一 步 证 明 了 氢 对 ZnO薄 膜 导 电 性 能 的 影 响。 但 是 通 过 该 方 法 制 备 的 n型 ZnO。
12、 导电薄膜， 里面氢的热稳定性较差， 容易从薄膜中溢出。P. F. Cai等 (P. F. Cai, J. B. You， Enhancement of conductivity and transmittance of ZnO films by post hydrogen plasma treatment， Journal of Applied Physics， 2009(105): 104-112)在电容耦合等离 子体反应器中对 ZnO进行了氢等离子处理， 得到的氧化锌中的氢有较好的热稳定性。 因此， 通 过 等 离 子 处 理 的 方 法 比 在 溅 射 气 氛 中 通 入 氢 气 的 。
13、方 法 得 到 的 掺 氢 ZnO薄 膜 更 具 有 实 用 价值。但是这种方法没有很好地将薄膜的制备与等离子处理结合在一起。 0004 另一方面在太阳电池上镀减反射膜是一种提高电池转换效率的方法。 传统的减反 射 膜 是 根 据 在 薄 膜 上 表 面 和 下 表 面 的 波 程 差 为 半 波 长 时 光 相 互 抵 消 的 基 本 原 理 来 起 到 减 反射的作用。 更具体来说单一介质减反射层的厚度为波长的 1/4， 且衬底， 薄膜和入射介质 的折射率满足以下关系时 ： n=(n s n 0 ) 0.5 减 反 射 效 果 最 好。 其 中 n、 n s 、 n 0 分 别 为 减 反。
14、 射 膜、 衬 底 和 入 射 介 质 的 折 射 率。 具 有 优 说 明 书CN 102881727 A 2/6页 4 良 性 能 的 多 层 减 反 射 膜 的 理 念 是 用 多 层 膜 来 处 理 不 同 波 段 的 光 的 增 透 效 果， 具 体 要 求 是 多 层 膜 的 折 射 率 从 接 触 电 池 板 的 底 层 到 接 触 空 气 的 顶 层 要 依 次 降 低。ZnO 导 电 薄 膜 的 折 射 率 为 2.1， SiO 2 的 折 射 率 约 为 1.5， 正 是 利 用 了 折 射 率 外 层 比 内 层 低 的 特 点。 减 反 射 性 能 还 可 以 通 过 。
15、将 减 反 射 膜 制 备 成 具 有 陷 光 结 构 的 模 式 来 捕 捉 更 多 非 垂 直 入 射 的 光， 还 可 以 增 加 光 路 在 电 池 中 的 传 播 范 围， 从 而 提 高 光 的 利 用 率， 也 就 提 高 了 太 阳 能 电 池 的 效 率。 Dezeng Li等 (Dezeng Li, Fuqiang Huang, Shangjun Ding， Solgel preparation and characterization of nanoporous ZnO/SiO2 coatings with broadband antireection propertie。
16、s， Applied Surface Science， 2011 (257): 97529756)用溶胶凝胶法制备了 一种 ZnO/SiO 2 双层薄膜结构的减反射膜并达到了较好的减反射效果， 但是这种方法制备的 薄膜导电性能很差， 不能达到作为太阳电池前电极的要求。 发明内容 0005 为 克 服 现 有 技 术 的 不 足， 本 发 明 提 供 一 种 兼 具 优 良 导 电 性 与 透 光 性 能 的 减 反 射 膜 来 解 决 目 前 太 阳 电 池 前 电 极 光 采 集 受 损 的 问 题， 提 供 降 低 太 阳 能 电 池 成 本、 提 高 转 化 效 率 的解决方案。 000。
17、6 为此， 本发明采用的技术方案如下 ： 一 种 透 明 导 电 减 反 射 膜， 其 特 征 在 于， 所 述 的 透 明 导 电 减 反 射 膜 为 具 有 绒 面 陷 光 结 构 的双层薄膜， 其中 ： 底层为腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 ZnO薄膜 ； 顶层为 SiO 2 薄膜。 0007 本发明的双层减反射膜的底层薄膜为腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 ZnO薄 膜， 通 过 腐 蚀 的 作 用 使 ZnO薄 膜 具 有 绒 面 陷 光 结 构， 可 以 使 双 层 减 反 射 膜 捕 捉 以 较 大 入 射 角 照 过 来 的 光 线， 还 可 以 增 大 光 在 电 池 。
18、中 的 传 播 距 离 ；通 过 氢 等 离 子 处 理 作 用， 不 仅 提 高 了 ZnO薄膜的载流子浓度， 而且提高了迁移率， 从而明显提高了的双层减反射膜的导电性能。 0008 本 发 明 的 双 层 减 反 射 膜 的 顶 层 薄 膜 为 SiO 2 薄 膜。SiO 2 的 折 射 率 为 1.5， 很 好 地 满 足了双层减反射膜的要求， 能进一步提高薄膜的减反射性能。 作为顶层的 SiO 2 薄膜同时还 可以保护底层 ZnO薄膜中的施主原子 Al、 H等不扩散出去， 起到钝化层的作用。 0009 作 为 优 选， 所 述 n型 导 电 ZnO薄 膜 所 进 行 的 氢 等 离 子。
19、 处 理 为 在 射 频 电 源 环 境 下 进 行， 所述射频电源的功率为 1020W。 0010 作 为 进 一 步 的 优 选， 所 述 的 氢 等 离 子 处 理 的 条 件 为 ： 本 底 气 压 低 于 510 -6 Torr， 工作气压为 10 30mTorr， 衬底的温度为室温至 150， 以获得 H在 ZnO薄膜中的均匀分布 以及很好的扩散深度。 0011 作为更进一步的优选， 所述的氢等离子处理的时间为 10分钟 50分钟。 0012 作为优选， 所述的 n型导电 ZnO薄膜选自未掺杂 ZnO薄膜、 Al掺杂的 ZnO基薄膜、 Ga掺杂的 ZnO基薄膜、 F掺杂的 ZnO基。
20、薄膜中的任意一种。 0013 由于太阳光谱最强处为 500nm波长左右， 并且减反射薄膜的厚度为波长的 1/4， 因 此本发明的双层减反射膜底层 n型导电 ZnO薄膜的厚度为 80 150nm。 0014 作为优选， 顶层 SiO 2 薄膜的厚度为 10 50nm。 0015 本发明的另一个目的是提供制备上述透明导电减反射膜的方法， 包括如下步骤 ： 说 明 书CN 102881727 A 3/6页 5 1)在清洁的衬底上采用射频磁控溅射法制备 n型导电 ZnO薄膜， 所述的衬底为石英衬 底、 硅衬底或玻璃衬底 ； 2)将步骤 1)制得的 n型导电 ZnO薄膜在浓度为 0.1 1.0wt%的稀。
21、盐酸中进行腐蚀 ； 3)将步骤 2)腐蚀后的 n型导电 ZnO薄膜进行氢等离子处理 ； 4)将 步 骤 3)氢 等 离 子 处 理 后 的 n型 导 电 ZnO薄 膜 上 采 用 射 频 磁 控 溅 射 法 生 长 一 层 SiO 2 薄膜， 即制得透明导电减反射膜。 0016 其中， 所述的 n型导电 ZnO薄膜选自未掺杂 ZnO薄膜、 Al掺杂的 ZnO基薄膜、 Ga掺杂的 ZnO 基薄膜、 F掺杂的 ZnO基薄膜中的任意一种。 0017 所述 n型导电 ZnO薄膜的厚度为 80 150nm， SiO 2 薄膜的厚度为 10 50nm。 0018 作 为 优 选， 步 骤 1)中 所 述 。
22、n型 导 电 ZnO薄 膜 的 溅 射 分 别 使 用 的 是 ZnO、 ZnO:Al、 ZnO:Ga、 ZnO:F陶 瓷 靶 材， 避 免 了 溅 射 过 程 的 化 学 反 应， 以 及 使 用 合 金 或 金 属 靶 材 而 导 致 薄 膜成分难以控制的缺点。 0019 作为优选， 所述步骤 1)中稀盐酸的浓度为 0.3 0.5wt%， 腐蚀的时间为 3秒 10 秒。 0020 作为优选， 所述步骤 3)中的氢等离子处理使用的是射频电源， 其功率为 1020W。 0021 作为进一步的优选， 所述步骤 3)中的氢等离子处理的本底气压低于 510 -6 Torr， 工作气压为 10 30m。
23、Torr， 衬底的温度为室温至 150 ； 作为更进一步的优选， 所述步骤 3)中的氢等离子处理的时间为 10分钟 50分钟。 0022 所述步骤 1)和 4)中， 薄膜的生长使用的是射频磁控溅射 (RF-MS)技术， 通过溅射 功率、 溅射温度、 溅射气压等工艺参数的控制获得具有优良性能的薄膜。 该方法简单、 快速， 适合大规模工业化生产。 0023 所 述 步 骤 2)中， 将 n型 导 电 ZnO薄 膜 在 浓 度 为 0.1 1.0wt%的 稀 盐 酸 中 进 行 腐 蚀， 利用稀盐酸对氧化物的腐蚀作用， 在 ZnO薄膜表面获得绒面陷光 结构。 0024 本发明具有以下优点 ： (1)。
24、 本发明的双层减反射膜所用的材料为成本低廉、 储量丰富的 ZnO和 SiO 2 ， 并且通过 对膜厚度的控制使其在波长 500nm处具有很好的减反射效果 ； (2) 本 发 明 的 双 层 减 反 射 膜 中 的 ZnO薄 膜 层 为 腐 蚀 并 经 氢 等 离 子 处 理 过 的 n型 导 电 ZnO薄膜， 不仅提高了载流子浓度， 而且提高了迁移率， 明显提高了薄膜的导电性能 ； (3) 本 发 明 制 备 双 层 减 反 射 膜 的 过 程 中， 采 用 稀 盐 酸 对 ZnO薄 膜 进 行 腐 蚀 后 再 生 长 SiO 2 薄膜层， 不仅使减反射膜获得了绒面陷光结构， 还避免了 SiO。
25、 2 的腐蚀处理困难的问题 ； (4) 本 发 明 对 底 层 的 n型 导 电 ZnO薄 膜 在 溅 射 腔 体 内 进 行 一 步 氢 等 离 子 处 理， 该 处 理 方法简单， 快速而且对提高导电性效果明显 ； (5) 本 发 明 的 双 层 减 反 射 膜 采 用 射 频 磁 控 溅 射 法 制 备， 具 有 生 长 速 度 快、 膜 厚 均 匀 性 好的优点， 可以降低太阳电池对太阳光的反射率， 从而提高太阳电池的转换效率 ； (6) 本 发 明 制 备 双 层 减 反 射 膜 的 整 个 过 程 仅 需 一 台 射 频 磁 控 溅 射 仪， 制 备 方 法 简 单、 快速， 适合。
26、大规模工业化生产。 0025 附图说明 ： 图 1是目前通用的太阳电池前电极示意图 ； 说 明 书CN 102881727 A 4/6页 6 图 2是透明导电减反射膜的绒面陷光结构原理图 ； 图 3是本发明的透明导电减反射膜的截面示意图 ； 图 4是生长在多晶硅衬底上的 ZnO基薄膜的反射率图 ； 图 5是不同薄膜氢等离子处理前和处理后的电阻率对比图。 0026 图中所示 ： 11Ag主电极， 12Ag栅电极， 31n型导电 ZnO薄膜， 32SiO 2 薄膜。 0027 具体实施方式 ： 下面结合附图和实施例进一步说明本发明。 以下说明对发明的保护范围不构成任何限 制， 凡采用等同变化或者等。
27、效替换而形成的技术方案， 均落在本发明权利保护范围内。 0028 本 发 明 的 透 明 导 电 减 反 射 膜 具 有 绒 面 陷 光 结 构， 如 图 2所 示， 在 薄 膜 表 面 制 备 出 这 中 绒 面 陷 光 结 构 可 以 改 变 光 的 传 播 路 径， 使 第 一 次 被 反 射 的 光 仍 能 被 薄 膜 再 次 捕 获 一 部 分， 达到电池内部。 0029 如 图 3所 示， 本 发 明 的 透 明 导 电 减 反 射 膜 的 为 ZnO/ SiO 2 双 层 薄 膜， 其 中， 底 层 为 腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 ZnO薄膜 31， 顶层为 SiO 2 。
28、薄膜 32。 0030 作为优选， 所述 n型导电 ZnO薄膜 31所进行的氢等离子处理为在射频电源环境下 进行， 所述射频电源的功率为 1020W。 0031 作 为 进 一 步 的 优 选， 所 述 的 氢 等 离 子 处 理 的 条 件 为 ： 本 底 气 压 低 于 510 -6 Torr， 工作气压为 10 30mTorr， 衬底的温度为室温至 150， 以获得 H在 ZnO薄膜中的均匀分布 以及很好的扩散深度。 0032 作为更进一步的优选， 所述的氢等离子处理的时间为 10分钟 50分钟。 0033 作为优选， 所述的 n型导电 ZnO薄膜 31选自未掺杂 ZnO薄膜、 Al掺杂。
29、的 ZnO基薄 膜、 Ga掺杂的 ZnO基薄膜、 F掺杂的 ZnO基薄膜中的任意一种。 0034 所述 n型导电 ZnO薄膜 31的厚度为 80 150nm， SiO 2 薄膜 32的厚度为 10 50nm。 0035 实施例 1 1)衬底准备 ：将多晶硅片分别依次用酒精、 丙酮、 去离子水超声清洗 15分钟 ；然后用氮 气将清洗后的玻璃片吹干， 将吹干的玻璃片装在射频磁控溅射仪的衬底托盘上 ； 2)抽 真 空 并 加 热 ：装 好 玻 璃 片 衬 底 和 ZnO靶 材 后 关 闭 射 频 磁 控 溅 射 腔 体 门， 开 始 抽 真 空， 直至真空度达到 510 -6 Torr， 然后加热衬。
30、底， 使衬底的温度达到 200 ； 3)预 溅 射 ：设 定 起 辉 气 压 是 12mTorr， 通 入 Ar起 辉， 预 溅 射 10分 钟 左 右 清 除 靶 材 表 面 的杂质 ； 4)ZnO层 溅 射 ： 打 开 溅 射 挡 板， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的 功 率 至 150W， 溅射 ZnO薄膜， 时间为 30分钟， 得到厚度为 80nm未掺杂的 ZnO薄膜 ； 5) ZnO薄膜的腐蚀 ：将步骤 4)制得的薄膜浸入 0.3wt%的稀盐酸溶液中进行腐蚀 3秒 钟， 取出并烘干 ； 6)靶材更换 ：将 ZnO靶材更换为 SiO 2 靶材。
31、 ； 7) ZnO薄 膜 的 氢 等 离 子 处 理 ：将 步 骤 5)烘 干 后 的 薄 膜 装 入 溅 射 腔 体， 开 始 抽 真 空， 直 至 真 空 度 达 到 510 -6 Torr；然 后 在 室 温 下 通 入 氢 气， 使 工 作 气 压 达 到 10mTorr， 打 开 衬 底 电 源， 设 定 功 率 为 10W， 产 生 氢 气 辉 光， 在 氢 气 等 离 子 体 中 曝 光 10分 钟， 制 得 腐 蚀 并 经 氢 等 离 子处理过的 n型导电 ZnO薄膜 ； 8)SiO 2 薄 膜 的 生 长 ：停 止 通 氢 气， 通 入 氩 气， 调 节 工 作 气 压 至 。
32、5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 说 明 书CN 102881727 A 5/6页 7 的功率至 120W， 溅射 SiO 2 薄膜， 时间为 30分钟， 得到 SiO 2 层厚度为 50nm的 ZnO/SiO 2 双层 导电减反射膜。 0036 本实例制备过程中测量了多晶硅衬底和制备薄膜的反射率如图 4所示。 其中多晶 硅衬底的反射率为图中的曲线 1。 溅射了单层 ZnO薄膜后， 反射率明显下降为曲线 2。 溅射 了第二层膜 SiO 2 后反射率进一步下降， 为曲线 3。 0037 实施例 2 1)衬底准备 ：将玻璃片分别依次用酒精、 丙酮、 去离子水超声清洗 15分钟 ；然后用氮。
33、气 将清洗后的玻璃片吹干， 将吹干的玻璃片装在射频磁控溅射仪的衬底托盘上 ； 2)抽真空并加热 ：装好玻璃片衬底和 ZnO:Al靶材后关闭射频磁控溅射腔体门， 开始抽 真空， 直至真空度达到 410 -6 Torr， 然后加热衬底， 使衬底的温度达到 200 ； 3)预 溅 射 ：设 定 起 辉 气 压 是 12mTorr， 通 入 Ar起 辉， 预 溅 射 10分 钟 左 右 清 除 靶 材 表 面 的杂质 ； 4)ZnO:Al层 溅 射 ：打 开 溅 射 挡 板， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的 功 率 至 150W， 溅射 ZnO:Al薄膜， 。
34、时间为 40分钟， 得到厚度为 100nm的 Al掺杂的 ZnO基薄膜 ； 5) Al掺 杂 ZnO基 薄 膜 的 腐 蚀 ：将 步 骤 4)制 得 的 薄 膜 浸 入 0.1wt%的 稀 盐 酸 溶 液 中 进 行腐蚀 5秒钟， 取出并烘干 ； 6)靶材更换 ：将 ZnO:Al靶材更换为 SiO 2 靶材 ； 7) Al掺 杂 ZnO基 薄 膜 的 氢 等 离 子 处 理 ：将 步 骤 5)烘 干 后 的 薄 膜 装 入 溅 射 腔 体， 开 始 抽 真 空， 直 至 真 空 度 达 到 310 -6 Torr； 衬 底 加 热 至 50， 然 后 通 入 氢 气， 使 工 作 气 压 达 。
35、到 10mTorr， 打 开 衬 底 电 源， 设 定 功 率 为 15W， 产 生 氢 气 辉 光， 在 氢 气 等 离 子 体 中 曝 光 30分 钟， 制得腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 Al掺杂的 ZnO基薄膜 ； 8)SiO 2 薄 膜 的 生 长 ：停 止 通 氢 气， 通 入 氩 气， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的功率至 120W， 溅射 SiO 2 薄膜， 时间为 20分钟， 得到 SiO 2 层 厚度为 35nm的 ZnO/SiO 2 双层 导电减反射膜。 0038 实施例 3： 1)衬底准备 ：将石英片分别依次用酒精、 丙酮。
36、、 去离子水超声清洗 15分钟 ；然后用氮气 将清洗后的玻璃片吹干， 将吹干的玻璃片装在射频磁控溅射仪的衬底托盘上 ； 2)抽 真 空 并 加 热 ：装 好 玻 璃 片 衬 底 和 ZnO:F靶 材 后 关 闭 射 频 磁 控 溅 射 腔 体 门， 开 始 抽 真空， 直至真空度达到 510 -6 Torr， 然后加热衬底， 使衬底的温度达到 200 ； 3)预 溅 射 ：设 定 起 辉 气 压 是 12mTorr， 通 入 Ar起 辉， 预 溅 射 10分 钟 左 右 清 除 靶 材 表 面 的杂质 ； 4) F掺杂 ZnO层溅射 ：打开溅射挡板， 调节工作气压至 5mTorr， 再调节射频。
37、电源的功率 至 150W， 溅射 ZnO:F薄膜， 时间为 50分钟， 得到厚度为 125nm的 F掺杂的 ZnO基薄膜 ； 5) F掺杂 ZnO薄膜的腐蚀 ：将步骤 4)制得的薄膜浸入 0.5wt%的稀盐酸溶液中进行腐 蚀 7秒钟， 取出并烘干 ； 6)靶材更换 ：将 ZnO:F靶材更 换为 SiO 2 靶材 ； 7) F掺 杂 ZnO薄 膜 的 氢 等 离 子 处 理 ：将 步 骤 5)烘 干 后 的 薄 膜 装 入 溅 射 腔 体， 开 始 抽 真 空， 直 至 真 空 度 达 到 510 -6 Torr； 衬 底 加 热 至 150， 然 后 通 入 氢 气， 使 工 作 气 压 达 。
38、到 30mTorr， 打 开 衬 底 电 源， 设 定 功 率 为 10W， 产 生 氢 气 辉 光， 在 氢 气 等 离 子 体 中 曝 光 30分 钟， 说 明 书CN 102881727 A 6/6页 8 制得腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 F掺杂的 ZnO基薄膜 ； 8)SiO 2 薄 膜 的 生 长 ：停 止 通 氢 气， 通 入 氩 气， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的功率至 120W， 溅射 SiO 2 薄膜， 时间为 15分钟， 得到 SiO 2 层厚度为 25nm的 ZnO/SiO 2 双层 导电减反射膜。 0039 分 别 测。
39、 量 了 实 施 例 1 3中 氢 等 离 子 处 理 前 和 处 理 后 的 ZnO薄 膜 电 阻 率， 其 结 果 如图 5所示， 可以看出经过氢等离子处理后， ZnO薄膜的电阻率均下降了超过约 15%， 其中未 掺杂 ZnO薄膜的电阻率更是呈数量级地下降。 0040 实施例 4 1)衬底准备 ：将石英片分别依次用酒精、 丙酮、 去离子水超声清洗 15分钟 ；然后用氮气 将清洗后的玻璃片吹干， 将吹干的玻璃片装在射频磁控溅射仪的衬底托盘上 ； 2)抽真空并加热 ：装好玻璃片衬底和 ZnO:Ga靶材后关闭射频磁控溅射腔体门， 开始抽 真空， 直至真空度达到 510 -6 Torr， 然后加热。
40、衬底， 使 衬底的温度达到 200 ； 3)预 溅 射 ：设 定 起 辉 气 压 是 12mTorr， 通 入 Ar起 辉， 预 溅 射 10分 钟 左 右 清 除 靶 材 表 面 的杂质 ； 4)ZnO层 溅 射 ： 打 开 溅 射 挡 板， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的 功 率 至 150W， 溅射 ZnO:Ga薄膜， 时间为 60分钟， 得到厚度为 150nm的 Ga掺杂的 ZnO基薄膜 ； 5) Ga掺 杂 ZnO薄 膜 的 腐 蚀 ：将 步 骤 4)制 得 的 薄 膜 浸 入 1.0wt%的 稀 盐 酸 溶 液 中 进 行 腐蚀 10秒钟。
41、， 取出并烘干 ； 6)靶材更换 ：将 ZnO:Ga靶材更换为 SiO 2 靶材 ； 7) Ga掺 杂 ZnO薄 膜 的 氢 等 离 子 处 理 ： 将 步 骤 5)烘 干 后 的 薄 膜 装 入 溅 射 腔 体， 开 始 抽 真 空， 直 至 真 空 度 达 到 510 -6 Torr；衬 底 加 热 至 100， 然 后 通 入 氢 气， 使 工 作 气 压 达 到 20mTorr， 打 开 衬 底 电 源， 设 定 功 率 为 20W， 产 生 氢 气 辉 光， 在 氢 气 等 离 子 体 中 曝 光 50分 钟， 制得腐蚀并经氢等离子处理过的 n型导电 Ga掺杂的 ZnO基薄膜 ； 8)SiO 2 薄 膜 的 生 长 ：停 止 通 氢 气， 通 入 氩 气， 调 节 工 作 气 压 至 5mTorr， 再 调 节 射 频 电 源 的 功 率 至 120W， 溅 射 SiO 2 薄 膜， 时 间 为 7分 钟， 得 到 SiO 2 层 厚 度 为 10nm的 ZnO/SiO 2 双 层 导电减反射膜。 说 明 书CN 102881727 A 1/2页 9 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图CN 102881727 A 2/2页 10 图 5 说 明 书 附 图CN 102881727 A 10 。