臺灣博碩士論文加值系統

本論文研究使用電化學沉積法預先沉積Zn薄膜於ITO玻璃基材上，再進行氧化熱退火處理以製備ZnO薄膜。Zn薄膜於電解液為0.1 M硝酸鋅和0.1 M硼酸濃度，其pH值約為4.1之水溶液下進行沉積。ZnO薄膜製備是於空氣下進行300至500 ℃之氧化熱退火處理。且探討熱退火對於薄膜的結構與形態之影響。XRD分析指出，當熱退火溫度為500 ℃時即可完全轉換成ZnO薄膜。
氧化鋅(ZnO)薄膜和銦摻雜於氧化鋅(IZO) 薄膜是在電解液水溶液下直接沉積於ITO玻璃基材上。氧化鋅(ZnO)薄膜電解液為0.05 M 硝酸鋅及0.01 M環六亞甲基四胺濃度，其pH值約為6.4之水溶液下進行沉積。IZO薄膜電解液為0.05 M 硝酸鋅、1 mM至10 mM 氯化銦及0.01 M環六亞甲基四胺濃度，其pH值約為3.4至5.6之水溶液下進行沉積。沉積參數主要為沉積電位、沉積溫度、沉積時間及摻雜濃度。
利用X光繞射儀(XRD)進行結構特性分析，冷場發射型掃瞄式電子顯微鏡(FESEM)觀察表面型態與厚度，能量散佈光譜儀(EDS)化學成分定性及定量分析。

In this thesis, the zinc oxide (ZnO) thin films was fabricated form zinc films deposited on ITO/glass substrates by electrodeposition technique. The zinc thin film is electrodepositioned by using an aqueous solution of 0.1 M Zn(NO3)2 and 0.1 M H3BO3 with a pH value approximately 4.1. The ZnO thin films were annealed in air for the temperatures form 300 to 500 ℃.The effect of annealing on the structure and morphology of thin film are studied. X-ray diffraction patterns showed that the annealing at 500 ℃ can convert these films to ZnO.
Zinc oxide (ZnO) thin films and Indium doped Zinc Oxide (IZO) thin films were electrodeposition on ITO/glass substrates in an electrochemical cell containing an aqueous solution. The ZnO thin film is electrodepositioned by using an aqueous solution of 0.05 M Zn(NO3)2 and 0.01 M HMTA with a pH value approximately 6.4. The IZO thin film is electrodepositioned by using an aqueous solution of 0.05 M Zn(NO3)2, 1 mM to 10 mM InCl3 and 0.01 M HMTA with a pH value approximately 3.4 to 5.6. The deposition parameters include the deposition potential, deposition temperature, deposition time and different InCl3 concentrations.
The crystal structures of the films were identified by X-ray diffraction utilizing Cu K?radiation. The surface morphology and composition of films were investigated by SEM micrographs and EDS analysis, respectively.

誌 謝 i
摘 要 ii
Abstract iii
目 錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 透明導電膜 1
1.3太陽能電池(Solar Cell) 3
1.4研究目的與動機 6
第二章 、基礎理論與文獻回顧 8
2.1氧化鋅(ZnO)與氧化銦(In2O3)介紹 8
2.1.1氧化鋅(ZnO)材料介紹 8
2.1.2 氧化鋅(ZnO)結構介紹 9
2.1.3氧化銦(In2O3)結構 11
2.2薄膜的成長原理 12
2.2.1薄膜的成核與生長簡介 12
2.2.2薄膜形成模式介紹 13
2.3電化學原理 16
2.3.1電化學沉積原理 16
2.3.2電化學沉積系統 17
2.3.3影響電化學反應系統的因素 19
2.4 實驗分析儀器原理 22
2.4.1 掃描式電子顯微鏡(Scanning electro microscope, SEM) 22
2.4.2 X光繞射儀(X-ray diffraction, XRD) 24
2.4.3能量散佈光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer, EDS) 26
第三章 、研究方法與步驟 28
3.1 實驗耗材與儀器設備 29
3.1.1 實驗耗材 29
3.1.2 儀器設備 31
3.2 電化學沉積鋅薄膜之製備 32
3.2.1 製備流程 32
3.2.2 XRD分析結果 33
3.2.3 SEM分析結果 34
3.3 實驗流程 40
3.3.1 氧化鋅(ZnO)薄膜製備流程 40
3.3.2 氧化鋅(ZnO)薄膜製備流程 41
3.3.3 銦摻雜於氧化鋅(In doped ZnO, IZO)薄膜製備流程 42
3.4 實驗結果量測與分析 43
3.4.1 XRD之結構分析 43
3.4.2 SEM之表面與橫截面形貌觀察 43
3.4.3 EDS之元素的定性定量分析 44
3.5實驗系統架構 45
3.5.1 二極式電化學系統架構 45
3.5.2 高溫爐管實驗儀器架構 46
第四章 、結果與討論 47
4.1 氧化鋅(ZnO)薄膜之熱退火實驗 47
4.2 氧化鋅(ZnO)薄膜之ㄧ次沉積實驗 48
4.3 銦摻雜於氧化鋅(In doped ZnO, IZO)薄膜實驗 49
參考文獻 50

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