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透明導電玻璃-性質量測與製備程序 透明導電膜性質量測 電學性質及其量測 ------電阻率 ------四點探針 光學性質及其量測 ------Burestein-Moss 效應(BM shift) ------紫外光可見光光譜儀 電學性質及其量測 導電率 =ne (n:載子濃度, e: 電子電荷 (1.6 × 10-19 coulomb), : 載子遷移率) 兩種增加載子濃度的策略 • Doping(摻雜): (ZnO:Al or ZnO:F, In2O3:Sn) • Nonstoichiometric (化學計量比不同): 氧空缺 三用電錶量測 四點探針量測簡圖 試樣面積越大，量測越精確 ※ 膜厚越大，導電度越好，穿透度下降 紫外光可見光光譜儀 紫外光 紅外光 可見光 800 nm 400 nm 入射光 反射光 薄 基 膜 板 薄膜對光的穿透與散射 載子密度增加會影響透明性 為降低In2O3、SnO2、ZnO等透明導體的電阻率，通常加入 Sn、Al、Sb等摻雜物以提高載子密度。 增加載子濃度，提高導電度，降低穿透度 導電度與穿透度兩者之間，存在一最適化值 透明導電膜厚度求法 輪廓儀量測 (α-step) 利用高低差得知薄膜厚度 高解析掃描電子顯微鏡 (high resolution scanning electron microscopy) 溶凝膠法製備AZO透明導電玻璃 AZO溶凝膠的製備方法 以溶凝膠法製備AZO膠體溶液，是利用醋酸鋅溶解於醇類溶劑中，經由二天的靜置 使之水解、聚縮合而產生具黏度的AZO膠體溶液或粒子。 詳細步驟如下： 1. 取適量醋酸鋅與氯化鋁，分別配置Al/Zn原子數比為0、0.5、1.0、1.5、2.0及3.0 at.% 於20 mL的樣本瓶中。 2. 分別取適量的溶劑2-methoxyethanol (11mL)加入步驟1的樣品中，超音波震盪，混合攪拌 成0.75 M Zn2+離子的混合溶液。 3. 加入 monoethanolamine 0.5mL於步驟2 中。 4. 將步驟3所製備的混合溶液置於恆溫水槽中，經持溫60˚C均勻攪拌10小時後，靜置 於室溫2天，即可得AZO膠體溶液。 AZO透明導電膜的製作 1. 取1 inch x 1 inch規格的玻璃作為基板，置於95 vol.% 乙醇中以超音波震盪的方式清潔， 並重複上述清潔動作二次，然後置於烘箱中乾燥。 2. 將玻璃基板置於旋轉塗佈機上，以3000 rpm空轉10秒，作為表面清潔的動作。 3. 取所配製的AZO膠體溶液100 μL滴於玻璃基板上，然後以3000 rpm進行 旋轉塗佈30 秒。 4. 將塗佈完後的玻璃，置於350˚C的高溫爐中乾燥10分鐘。 5. 依上述步驟2、3、4重複10次後，進行550˚C煅燒2小時，來提升試片的結晶性與透光度。 6. 將鍛燒後的試片，送入通有3 % H2及97 % Ar的混合氣氛的管型爐中， 進行氫氣熱處理，使試片產生氧空缺，藉此進一步提升導電性質。 實驗步驟 (sol-gel method) Zn(CH3COO)2．2H2O AlCl3．6H2O 2-Methoxyethanol+MEA Stirring at 60oC for 1h, after 2days Spin Coating 3000rpm, 30sec Repeating 10 times Drying at 350oC for 10min Calcination at 550oC for 60min AZO seed Hydrogen treatment (氫氣處理) 0.4 kg/cm2 洩壓閥 流量閥 抽氣閥 400oC 2h 目的: (1) 增加結晶性 (2) 提高導電度 (3) 移除有機殘留物 本實驗所合成透明導電膜分析 掃描式電子顯微鏡俯視圖 (AZO 奈米粒子) 不同鋁摻雜比例下之電阻率 掃描式電子顯微鏡側視圖 (AZO 奈米粒子) 不同鋁摻雜比例下之紫外光可見光穿透圖 參考文獻 1. 盧建旭副教授，觸控面板( multi-touch panel)與觸控IC技術與市場新趨勢 2. 楊明輝，透明導電膜，藝軒圖書出版社 3. 姜辛等著，透明導電氧化物薄膜，高等教育出版社 4. 盧陽明教授，透明導電薄膜講義 5. 黃敬佩，ITO導電玻璃及相關透明導電膜之原理及應用，勝華科技股份有限公司 6. 工研院材料與化工研究所-銅銦鎵硒薄膜太陽能電池技術與應用趨勢 7. 盧建旭副教授，台灣太陽能政策綠色能源產業旭升方案、薄膜太陽能電池產業 8. 葉昆明、陳雲 ，有機電激發光顯示技術，科學發展 2005年1月，385期，58～63頁 9. 駱榮富教授，溶膠配製及膠體特性分析與溶膠凝膠法製備氧化矽薄膜 10. 吳坤陽，溶凝膠法製備含銀之AZO透明導電膜的研究，國立成功大學化學工程所 碩士論文 (2005). 謝謝聆聽