Спосіб отримання плівки sno2, легованої фтором методом спрей-піролізу

Реферат: UA 78436 U UA 78436 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів виготовлення тонких плівок з використанням технології спрей-піролізу спиртово-водного розчину на основі SnCl4 і може знайти застосування при створенні напівпровідникових лазерів, діодів оптоелектронних та сонячних елементів. В роботі [Russo В., Cao G. Z. Fabrication and characterization of fluoride-doped thin films and nanorod arrays via spray pyrolysis // Applied Physics A.-2008. - V. 90. - P. 311-315] повідомляють про результати досліджень плівок FTO завтовшки 900 нм, виготовлених з використанням спиртового розчину хлориду олова пентагідрату SnCl45H2O та водяного розчину фтористого амонію (NH4F), на скляних підкладках. Але FTO наностержні були виготовлені з використанням шаблонів заповнення методів при температурі 440 °C Автори роботи [Omura К., Veluchamy P., Tsuji M., Nishio Т., Murozono M. A pyrosol technique to deposit highly transparent. Low-resistance SnO2:F thin films from dimetiltin dichloride // Journal of the Electrochemical Society.-1999. - V. 146. - № 6. - P. 2113-2116] виготовляли плівки SnO2:F для CdS/CdTe сонячних елементів на скляних підкладках розміром 10см10см, використовуючи як джерело олова діметилоловодіхлорид. За допомогою ультразвукового вібратора на частоті 1,5 МГц утворювались мілкі бризки водного розчину діметилоловодихлориду, NH4F та HF, які спрямовувались потоком повітря на скляні підкладки, які були розташовані у конвеєрній печі, де підтримувалась температура 500 °C. Плівки синтезувались з швидкістю 10 нм/с. Плівки SnO2:F 4 20 -3 завтовшки 500 нм мали питомий опір 3,910- Омсм, концентрацію носіїв заряду 4,1610 см , 2 рухомість носіїв заряду 38 см /(Вс), оптичне пропускання 85 %. Але в даних дослідження ефективність сонячних елементів становила лише 14 %. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу отримання плівок оксиду олова, саме отримання SnO2:F на підкладинках діаметром 100 мм. Фтор є ідеальною 2домішкою для кисню, тому що їх іонні радіуси майже подібні {R 0=0,132 нм і R F=0,133 нм). Плівки SnC2:F з використанням технології спрей-піролізу спиртово-водного розчину на основі SnCl4 завтовшки 600 нм мають наступні найкращі значення електрооптичних параметрів: 2 2 поверхневий опір - 1,85 Ом/см , питомий опір - 2,4 Омсм, рухомість носіїв - 37 см /(Вс), 21 -3 концентрацію носіїв - 5 × 10 см . Для виготовлення тонких плівок SnO2:F приготування розчину здійснювали розчиненням 2,3 г SnCl45H2O у 5 мл 2М НСl. Розчинення суміші відбувалось у 20 мл етилового спирту. Як джерело фтору був використаний фтористий амоній (NH4F), який додавався до розчину у визначених пропорціях (F:Sn, ваг. %): від 5 ваг. % до 25 ваг. %. Перед початком виконання процесу пульверизації розчин прогрівався до 90 °C протягом 15 хв. Процес пульверизації тривав протягом 4 хв при разовому розпиленні протягом 5-7 с. Осадження плівок відбувалось при температурах 380 °C, 460 °C й 500 °C на поверхню скляних та кремнієвих пластин. Товщина досліджуваних у роботі плівок становила 400-600 нм. Спектри пропускання (7) та відбиття плівок SnO2:F, виготовлених при різних концентраціях фтору при температурі підкладки 460 °C, наведені на кресленні. Пропускання зі збільшенням кількості фтору зростає і досягає найбільших величин у діапазоні довжин хвиль 700-1100 нм. Так, за концентрацією фтору 15 % пропускання становить 82 %, а за концентрацією фтору 25 % - 88 %. На довжинах хвиль 500-1000 нм плівки SnO2:F мають більше відбиття, ніж плівки з концентрацією фтору 5 %, але на довжинах хвиль перевищуючих 1500 нм, мінімального відбиття (20 %) набувають плівки з концентрацією фтору 5 %. Таким чином, продемонстрована можливість виготовлення тонких плівок SnO2:F з використанням технології спрей-піролізу спиртово-водного розчину на основі SnCl4. Отримані плівки завтовшки 600 нм мають оптичне пропускання - 85 %. На кресленні спектри пропускання плівок SnO2:F, виготовлених за різними концентраціями фтору: крива 1-5 ваг. %; крива 2-15 ваг. %; крива 3-25 ваг. % при температурі 460 °C. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб отримання плівки SnO2, легованої фтором методом спрей-піролізу, який характеризується тим, що плівки SnO2:F на підкладинках діаметром 100 мм виготовлені з використанням технології спрей-піролізу спиртово-водного розчину на основі SnCl4 завтовшки 600 нм. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для виготовлення тонких плівок SnO2:F приготування розчину здійснюють розчиненням 2,3 г SnCl45H2O, 5 мл 2М НСl, 20 мл етилового спирту та як джерела фтору фтористого амонію (NH4F), розчин прогрівався до 90 °C протягом 15 хв. 1 UA 78436 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2