摘要： 过去几年，透明导电氧化物（TCO）领域因其在器件应用中的广泛适用性及性能提升潜力而备受关注。这类材料主要用于低辐射玻璃、平板显示器、发光二极管和光伏产业[1]。在光伏应用中，TCO的主要功能是让光线进入太阳能电池并提取电荷使其向电极迁移，因此需要具备尽可能高的透光率和导电性[2]。理想情况下，TCO应不含稀缺且昂贵的铟元素[3]，研发目标在于优化一种地壳丰度高、成本低且电学光学性能优良的材料。鉴于光伏器件制备过程中多步骤需高温处理，热稳定性也是TCO的关键要求?；谡庑┍曜?，本研究选用磁控溅射沉积的Zn-Sn-O（ZTO）非晶化合物[4]。已知ZTO的微观结构会显著影响其电学光学特性和热稳定性，为此通过透射电镜（TEM）、原位X射线衍射（XRD）实验及常规电学光学表征，系统研究了退火处理、ZTO微观结构与光电性能的关联。 首先将样品在空气氛围下分别以150°C和500°C进行退火并通过TEM观察，发现虽然电学光学性能发生显著变化，但TEM图像未显示明显微观结构改变。随后在空气和真空环境中采用3-10°C/分钟的不同升温速率进行原位θ-2θ XRD实验（使用耐高温的熔融石英和蓝宝石基底），温度最高达1000-1200°C。XRD结果（图1）表明：空气退火时非晶相在>500°C保持稳定，10?? mbar真空退火时稳定性延长至>900°C，凸显退火气氛对结晶温度的关键影响。金红石相SnO?始终是最早析出且占主导的晶体结构，而在更高温度下TCO层与蓝宝石基底相互作用会形成Al?ZnO?相。 电学测试显示退火后性能下降，TEM观测证实高温下锌原子迁移导致缺陷晶体结构形成（图2）?？掌嘶鸨日婵栈肪掣滓⒏眯вΑ芪а跗拇嬖诨岽俳鳶nO?晶体形成，促使锌原子向TCO层晶界和表面偏聚（图3）。相比之下，真空退火延缓了SnO?晶体形成和锌释放过程。总体而言，结晶化和锌蒸发会导致结构中出现空隙从而损害电学性能。从技术角度看，缺氧环境下无缺陷非晶ZTO微观结构的高热稳定性，有望应用于高效光伏器件架构。