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透明导电氧化物薄膜（TCOs）具有较低的电阻和较高的光学透明性、良好的耐磨性、较为稳定的物理化学性质和较好的附着性,作为触摸屏的透明电极广泛应用在智能手机、液晶显示器和透明电子产品中。在Sn O2基、In2O3基和Zn O基三大体系的TCO薄膜中,工业生产最成熟的是In2O3基薄膜,但由于In2O3基薄膜化学性质不够稳定,且In元素昂贵且有毒,现已被限制使用。Sn O2透明导电薄膜具有优良的化学稳定性、且原料无毒来源丰富和价格低廉等优点,但存在导电性能较差的缺点。可以通过掺杂等方法提高其导电性能,因而被认为是In2O3基薄膜最好的替代品。因此系统地研究不同掺杂剂对Sn O2透明导电薄膜性能的影响,具有极其重要的意义。本研究的制备方法是Sol-gel-蒸镀法,以浮法玻璃为基底,制备Sn O2基透明导电薄膜,这种制备技术具有制备方法简单、生产成本低、薄膜化学性质稳定、附着力强等特点。Sn O2基薄膜样品的电学性能由其电阻率表征,使用FT-330型四探针电阻率/方阻测试仪测得;薄膜的光学性能由其在可见光区的透射率表征,使用TU-1901双光束紫外可见分光光度计测得;薄膜表面的形貌结构使用Apreo型扫描电子显微镜（SEM）观察;薄膜的物相及结晶度采用D8 ADVANCE型X-射线粉末衍射仪（XRD）测试分析;薄膜表面的化学性质（元素组成、元素化学态）采用ESCALAB 250型X-射线光电子能谱（XPS）测试分析。本研究的研究重点是通过在Sn O2薄膜中掺杂适量的掺杂剂,以求大幅提高其光电性能。主要考察的掺杂剂有金属元素和非金属元素两类,其中金属元素主要以在元素周期表中与Sn临近的Sb、过渡金属元素中具有较好稳定性的La和在掺杂时具有较高价态差的W为代表,非金属元素以在元素周期表中与O相邻的F,N,S为代表,研究不同元素的不同掺杂量对Sn O2基薄膜光电性能、表面形貌和微观结构的影响,并对其掺杂机理进行系统地探讨。本研究具体内容如下:1. 采用Sol-gel-蒸镀法制备出不同掺杂量的金属元素Sb,W,La掺杂的Sn O2基透明导电薄膜。当以Sb Cl3为掺杂剂时,随着掺杂量的增加,Sn O2:Sb薄膜的综合光电性能指数先升高后降低,在掺杂量为12 mol%时达到最大为6.187×10-3Ω-1;以WCl6为掺杂剂,在掺杂量为4 mol%时,其综合光电性能指数最大为3.312×10-3Ω-1;以La（NO3）3·6H2O为掺杂剂,在掺杂量为4 mol%时,其综合光电性能指数最大为1.96×10-3Ω-1。显然,以Sb Cl3为掺杂剂的Sn O2基薄膜的综合光电性能较好。2. 采用Sol-gel-蒸镀法制备出不同掺杂量的非金属元素F,N,S掺杂的Sn O2基透明导电薄膜。以Sn2F为掺杂剂,掺杂量为14 mol%时,Sn O2:F薄膜的综合光电性能指数最大,为4.944×10-3Ω-1;而以尿素或硫脲为掺杂剂时,尽管Sn O2:N和Sn O2:S薄膜的电学性能可以得到较好改善,但会极大的损害其光学透过率,其最大综合光电性能指数分别为2.31×10-4Ω-1和4.37×10-4Ω-1,无法得到电学性能和光学性能俱优的Sn O2基薄膜。3. 掺杂金属元素或非金属元素的Sn O2薄膜均为四方金红石型结构,掺杂过程不会在Sn O2中产生新相。以Sb Cl3,WCl6和La（NO3）3·6H2O为金属元素掺杂剂时,Sn O2薄膜的表面形貌分别为贝壳状、鹅卵石状和不规则多面体状。以Sn2F,尿素和硫脲为非金属元素掺杂剂时,Sn O2薄膜的表面形貌分别为金字塔状、不规则四棱锥/四方双锥状和不规则四棱锥/三棱锥/四方双锥状。其中,Sn O2:F和Sn O2:Sb薄膜内颗粒具有清晰棱角,对光子的利用率高,其综合光电性能较好。4. 掺杂可有效提高Sn O2薄膜的电学性能,其作用机理主要是通过掺杂剂的掺入,在禁带中引入了n-型掺杂的施主能级或p-型掺杂的受主能级,有效改变了Sn O2的禁带宽度,改善其电学性能,同时引发了光电效应,使其在可见光区的透射率有所降低。某些掺杂剂的掺入对Sn O2光学性能影响极大,如非金属掺杂剂尿素和硫脲。不同掺杂剂对其能级结构的改变不同,进而影响其晶胞结构、表面形貌及综合光电性能。其次,不同掺杂剂的掺杂位置不同,取代离子与被取代离子半径之间存在一定差距,引起不同程度的晶格畸变,对Sn O2薄膜微观结构、表面形貌和光电性能也有一定的影响。