陈义川，胡跃辉，胡克艳，张效华，童 帆，帅伟强，劳子轩

(景德镇陶瓷大学 机械电子工程学院，江西 景德镇 333403)

透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO)是一种很重要的宽带隙材料，通常被用于光电设备，特别是作为薄膜太阳能电池的导电层、背电极以及中间层，起到传输或反射作用[1-2]。ZnO是一种宽禁带的多功能Ⅱ-Ⅳ族氧化物半导体材料，其禁带宽度为3.37eV，常温下激子束缚能为60meV，其最稳定的结构是六角纤锌矿结构，在压电、光电、气敏、光敏等特性方面具有较强的优势。ZnO原料丰富、无毒、性能稳定，因此被广泛应用在液晶显示器等离子体显示面板、有机致发光和太阳能电池等半导体领域[1,3]。ZnO晶体的性质高度依赖于掺杂物，可以通过掺杂Li，Na，Mg，Al，Cu，W等元素来改善ZnO的电学、光学、压电等性能[4]。制备ZnO薄膜的方法很多，常见的有磁控溅射法[5-7]、溶胶-凝胶法[1,8-10]、脉冲激光沉积法[11-12]、金属有机化学气相沉积法[13]和水热法等[14-16]。其中溶胶-凝胶法要求设备简单，不需要昂贵的真空设备，后期维护费用低；制备ZnO薄膜的Zn源一般都来自Zn盐化合物，价格较便宜，从而使制作成本大幅度降低。同时，薄膜内掺杂浓度可精确控制，因此，溶胶-凝胶法颇受科研工作者和电子材料生产行业者重视。

Na和Zn有着不同的电子结构，但是离子半径相似(rNa+=95pm，rZn2+=75pm)，通过第一性原理计算可知，Na+可以进入ZnO晶格与邻近的O空位结合[17]。Al作为ZnO研究领域常用的掺杂源，其离子(Al3+)进入ZnO晶格后，可产生大量的O空位和间隙离子，提高了薄膜内部载流子浓度。本工作以Na和Al元素作为掺杂元素，通过改变二者之间比例，研究不同Na-Al共掺杂浓度对ZnO薄膜结晶性能、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。……