采用溶胶凝胶法制备ZnO∶Al,Sm阻挡层薄膜, 并用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、红外光谱(FTIR)、荧光光谱(PL)、紫外可见光谱(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)等对阻挡层薄膜进行了表征, 探讨了Al、Sm掺杂量对阻挡层薄膜性能的影响。结果表明: 当Al的掺杂摩尔分数为1%、Sm的掺杂摩尔分数为3%时, 所制备的阻挡层荧光强度最高, 可将部分紫外光下转换为588 nm的可见光, 拓宽了光谱响应范围; 基于ZnO∶1%Al,3%Sm阻挡层的海胆棘壳色素敏化的纳米TiO2太阳能电池的开路电压为0.73 V, 短路电流密度为0.68 mA/cm2, 转换效率达0.33%, 效率比基于ZnO阻挡层的电池提高了约136%。

利用物理气相沉积设备制备了Al/ZnO∶Al薄膜样品, 研究了该薄膜结构的发光特性。结果表明, 在ZnO∶Al薄膜表面镀一层Al岛薄膜可以增强其带边荧光, 同时在475 nm附近产生蓝光峰。通过在Al岛薄膜和ZnO∶Al薄膜之间引入一层5 nm的Ta2O5绝缘层可以使ZnO∶Al薄膜的带边荧光和蓝光显著增强, 并随着Ta2O5绝缘层厚度的增大而减弱。通过对Al/ZnO∶Al样品进行退火处理可以使带边荧光和蓝光峰分别增强9倍和83倍。基于局域表面等离子体共振理论, 计算了Al/ZnO∶Al纳米结构的光学散射和吸收截面曲线。实验结果与理论计算相一致。

利用射频磁控溅射方法在玻璃和聚酰亚胺膜（PI）衬底上沉积了氧化铝质量分数为2%的掺铝氧化锌透明导电薄膜（ZnO∶Al）。系统地研究了不同衬底材料对薄膜的结构、电学以及光学性能的影响。分析表明，衬底材料对薄膜的结晶性和电学性能有较大的影响，对可见光透射率却影响不大。X射线衍射(XRD)分析得出所有的ZnO∶Al具有良好的c轴择优取向性，在可见光区(400～800 nm)两种衬底上的薄膜都达到了85%的透射率。玻璃衬底上的薄膜呈现出更强的（002）衍射峰及相对更小的半峰全宽（FWHM），薄膜电阻率达到了2.352×10-4 Ω·cm。电镜分析表明，相对于PI上的ZnO∶Al膜，玻璃上ZnO∶Al膜表面有更致密的微观结构及更大的晶粒尺寸。PI衬底上的ZnO∶Al膜也有相对较好的电、光学性能，其中电阻率达到了6.336×10-4 Ω·cm，而且由于PI衬底柔性可弯曲，使得它适于在柔性太阳电池和柔性液晶显示中做窗口层材料及透明导电电极。玻璃上的ZnO∶Al膜则可应用在平板显示和太阳电池技术中。

采用射频磁控溅射法在石英玻璃基片上制备出ZnO∶Al薄膜，并对薄膜在不同O2/Ar比状态下的沉积厚度、结晶性能和导电性能之间的关系进行了探讨。测试结果表明：在0.2 Pa的额定压强下，Ar流量越大，薄膜的厚度越大，XRD峰越强，薄膜的电阻率(ρ)值越低。在纯氩气状态下溅射时，制得的薄膜具有最大的厚度值，约为2.06 μm，并具有最强的XRD峰，ρ同时也达到最小值，阻值为2.66×10-4 Ω·cm。研究表明：结晶性能的提高对薄膜ρ的降低起到了关键作用，而厚度的增加也会使电阻率下降。