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研究生:徐志鑫
研究生(外文):Jr-shin Shiu
論文名稱:快速熱退火對n-ZnO/p-NiO異質接面物性及電性之研究
論文名稱(外文):Effect of Rapid Thermal Annealing on the Material and Electrical Properties of n-ZnO/p-NiO Heterojunction
指導教授:李宜穆李宜穆引用關係
指導教授(外文):Yi-Mu Lee
口試委員:林泰男賴俊宏
口試委員(外文):Tai-Nan LinChun-Hung Lai
口試日期:2012-01-09
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:電子工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:氧化鋅奈米柱、快速熱退火、PL量測、異質接面、電性量測
外文關鍵詞:ZnO nanorods、Rapid thermal annealing、ZnO/NiO heterojunction、Photoluminescence measurement、Electrical properties
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氧化鋅(ZnO)為II-VI族化合物半導體材料,其奈米結構已經廣泛地被研究並應用於光電元件,如薄膜電晶體、太陽電池及二極體元件等。本研究是以化學水浴沉積法於透明導電玻璃基板ITO上製備ZnO奈米柱,並結合快速熱退火(Rapid thermal annealing, RTA)及水熱法兩種介面處理(Interfacial treatment)來改善ZnO的結構,藉由改變介面處理的時間與處理位置來探討ZnO奈米柱的物性及電性的影響。經過不同時間450°C的快速熱退火介面處理以1分鐘快速熱退火介面處理效果為佳,經過1分鐘的快速熱退火介面處理後由SEM觀察奈米柱平均直徑從68 nm增加至77.3 nm,並且在XRD的結果所沉積的ZnO薄膜具有(002)優選排列,而在PL量測結果也顯示在380 nm波段的紫外光強度也有明顯改善。最後結合溶凝膠法製備的p型NiO得到n-ZnO/p-NiO的異質接面元件並進行I-V電性量測。針對接面電極我們以RTA分別對介面(RTA(1))及NiO表面(RTA(2))進行450°C退火處理,在順向偏壓範圍由I-V曲線觀察到ZnO經過1分鐘RTA(1)處理後的I-V曲線具有較低的起始電壓(~0.7V)及優異的整流斜率為(14 mA/V)。整合PL及電性數據顯示在異質接面元件,介面缺陷及介面退火處理將扮演主要的角色。
Zinc oxide (ZnO) is an attractive II-VI compound semiconductor because of its unique chemical and physical properties such as wide and direct band gap (3.37 eV), large binding energy (60 meV), high electrical and transparency in the visible region. Nanostructured ZnO materials been extensively studied for optoelectronic applications such as thin film transistors, solar cells, diode-based devices and other nanodevices. This study is aimed to prepare well-aligned ZnO nanorods on transparent ITO conductive glass substrates by chemical bath deposition (CBD) combined with rapid thermal annealing (RTA) and hydrothermal interface treatment to improve the structure and electrical propetties of ZnO,and by changing treatment time (0s, 30s and 1 min) and different treatment position at 450°C annealing. From the SEM surface morphology, it is observed that the average diameter of the ZnO was increased (from 68 nm to 77.3 nm) after 1 min RTA treatment. Also, And XRD results of the deposition of ZnO film has a good arrangement (002). We further perform the PL measurement, and the results show that the emission peak at 380 nm becomes sharper, which results from the improved defect and crystal property by our RTA treatment. Furthermore, we use sol-gel spinning to deposit NiO and form n-ZnO/p-NiO heterojunction electrodes. We employ 450°C RTA at the ZnO/NiO interface (RTA(1)) and NiO surface (RTA(2)), respectively, to explore the improvement of ZnO alignment and electrical performance. The current-voltage characteristics reveal that after 1 min RTA(1), the ZnO/NiO heterojunction electrode shows lower turn-on voltage (~0.7 V) and excellent rectifying slope (14 mA/V at 4 V). From the systematic PL spectra and electrical properties, it is concluded that junction interface plays a dominant role in the ZnO/NiO heterojunction.
目次
摘要 I
ABSTRACT II
目次 IV
表次 VII
圖次 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 太陽能電池技術與發展 2
1.3 染料敏化太陽能電池 4
1.4 研究動機與目的 5
第二章 基本理論與結構 6
2.1太陽能電池原理 6
2.1.1染料敏化太陽能電池原理 8
2.1.1.1 透明導電玻璃基板 11
2.1.1.2 光電極 11
2.1.1.3 ZnO 光電極 13
2.1.1.4 染料敏化劑 14
2.1.1.5 固態電解質 15
2.1.1.6 氧化鎳薄膜 16
2.1.1.7 對電極 17
2.1.2 太陽能電池的等效電路與效率 19
2.2退火技術介紹及應用 22
第三章 實驗方法 27
3.1 實驗器材與材料 27
3.2 實驗製作規劃與流程 28
3.3 實驗步驟 30
3.3.1 基板的清洗 30
3.3.2 製作ZnO種晶層 32
3.3.3 化學水浴法成長ZnO奈米柱陣列 34
3.3.4 以快速熱退火修復ZnO的介面 36
3.3.5 溶膠凝膠法製作NiO固態電解質 39
3.3.6 太陽電池組裝 42
3.4 量測之儀器 43
3.4.1 霍爾量測系統 43
3.4.2 掃描式電子顯微鏡 44
3.4.3 X光繞射分析儀 45
3.4.4 Jiehan電化學分析儀與太陽光模擬燈源 46
3.4.5 快速熱退火系統 47
第四章 數據分析與討論 49
4.1 水熱法對ZNO介面處理的影響 49
4.1.1 SEM分析 49
4.1.2 Photoluminescence分析 53
4.1.3 電性分析 56
4.2 RTA對ZNO介面處理的影響 59
4.2.1 SEM分析 60
4.2.2 Photoluminescence分析 63
4.2.3 XRD分析 67
4.2.3 電性分析 70
第五章 結論 74
5.1 結論 74
5.2 後續研究建議 77
參考文獻 78


[1] web site: http://www.mittrchinese.com/single.php?p=23728
[2] web site: http://www.moneydj.com/KMDJ/Report/ReportViewer.aspx?a=e56903f8-3f31-4097-9345-b098ba579aad
[3] web site: http://www.display-all.com/news/news_detail.php?language_page=taiwan&Button=
news&adtype=news_ptech&cate=tech&serial=12249&check_o=27731
[4] web site: http://sparc.nfu.edu.tw/~eofpd/new96/pro/pro6.htm
[5] 農維民, 碩士論文, 國立聯合大學電子工程學系, (2010).
[6] 呂曼綾,游宛菁,奈米光觸媒實務製作.
[7] J. He, H. Lindström, A. Hagfeldt, S-E. Lindquist, Phys Chem B, 103 (1999) 8940.
[8] J. Bandara and H. Weerasinghe, Solar Energy Materials and Solar Cells, 85 (2005) 385-390.
[9] Y.M. Lee, C.H Lai, Solid-State Electronics, 53 (2009) 1116-1125.
[10] A. Kay, M. Grätzel, Solar Energy Materials and Solar Cells, 44 (1996) 99.
[11] T.N. Murakami, S. Ito, Q. Wang, Md.K. Nazeeruddin, T.Bessho, I.Cesar, P.Liska, R.H. -Baker, P. Comte, P. Péchy, M. Grätzel, J. Electrochem. Soc., 153 (2006) A2255-A2261.
[12] K. Imoto, K. Takahashi, T. Yamaguchi, T. Komura, J.I. Nakamura, K. Murata, Solar Energy Materials and Solar Cells, 79 (2003) 459-469.
[13] E. Ramasamy, W.J. Lee, D.Y. Lee, J.S. Song, Electrochemistry Communications, 10 (2008) 1087-1089.
[14] G. Wang, Y. Lin, J. Mater. Sci., 42 (2007) 5281.
[15] H. Bönnemann, G. Khelashvili, S. Behrens, A. Hinsch, K. Skupien, E. Dinjus, J. Cluster Science, 18 (2007) 141-155.
[16] 胡峻傑, 碩士論文, 國立中山電機工程學系, (2005).
[17] K.H. Tam, C.K. Cheung, Y.H. Leung, A.B. Djurisić, C.C. Ling, C.D. Beling, S. Fung, W.M. Kwok, W.K. Chan, D.L. Phillips, L. Ding, W.K. Ge, The Journal of Physical Chemistry B, 110 (2006) 20865-20871.
[18] C. Chandrinou, N. Boukos, C. Stogios, A. Travlos, Microelectronics Journal, 40 (2009) 296-298.
[19] M. Guziewicz, J. Grochowski, M. Borysiewicz, E. Kaminska, J.Z. Domagala, W. Rzodkiewicz, B.S. Witkowski,K. Golaszewska, R. Kruszka, M. Ekielski, Optica Applicata, 41 (2011) 431-440.
[20] web site: http://www.chvacuum.com/application/film/04924.html.
[21] Y.H. Leung, A.B. Djurišić, Z.T. Liu, D. Li, M.H. Xie, W.K. Chan, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69 (2008) 353-357.
[22] N.K. Reddy, Q. Ahsanulhaq, Y.B. Hahn, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 41 (2009) 368-372.
[23] 謝伯宗, 博士論文 國立中山電機工程學系, (2008).
[24] V.V. Ursaki, O.I. Lupan, L. Chow, I.M. Tiginyanu, V.V. Zalamai, Solid State Communications, 143 (2007) 437-441.
[25] M. Kumar, B.T. Lee, Applied Surface Science, 254 (2008) 6446-6449.
[26] P.T. Hsieh, Y.C. Chen, Journal of the European Ceramic Society, 27 (2007) 3815-3818.
[27] P.T. Hsieh, Y.C. Chen, K.S. Kao, C.M. Wang, Physica B: Condensed Matter, 403 (2008) 178-183.
[28] S. Dhara, P.K. Giri, Nanoscale research Lett., 6 (2011) 504.
[29] S. Dhara, P.K. Giri, Functional Materials Lett., 4 (2011) 25-29.
[30] Y.C. Lee, S.Y. Hu, W. Water, K.K. Tiong, Z.C. Feng, Y.T. Chen, J.C. Huang, J.W. Lee, C.C. Huang, J.L. Shen, M.H. Cheng, Journal of Luminescence, 129 (2009) 148-152.
[31] M. Adachi, Y. Murata, J. Takao, J. Jiu, M. Sakamoto, F. Wang, J. Am.Chem. Soc., 126 (2004) 14943.
[32] E. Galoppini, J. Rochford, H. Chen, G. Saraf, Y. Lu, A. Hagfeldt, G. Boschloo, J. Phys. Chem. B, 110 (2006) 16159.
[33] J.B. Baxter, E.S. Aydil, Appl. Phys. Lett., 86 (2005) 3.
[34] web site: http://www.dlit.edu.tw

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