一種空間用紫外反射膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種空間用紫外反射膜的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于太陽光譜的輻照強(qiáng)度主要分布在200-2500nm，而傳統(tǒng)的硅太陽電池有效工作 波長為400-1100nm，所以需要玻璃蓋片反射一部分紫外光，以免這部分紫外光被太陽電池 吸收后，太陽電池主體的溫度升高而降低其輸出功率。為此，傳統(tǒng)硅太陽電池的玻璃蓋片上 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的反射膜保證將能量較高的紫外光濾去，而保留波長大于等于400nm的光為硅 太陽電池所用。
[0003] 然而，隨著太陽電池領(lǐng)域研究的不斷延伸，以砷化鎵為主體的三結(jié)、四結(jié)太陽電池 逐漸脫穎而出，其電池效率比傳統(tǒng)的硅太陽電池有大幅提升。但是，與硅太陽電池不同的是 這類太陽電池的工作波段為350-1800nm。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的反射膜是無法滿足此類太陽 電池的濾波需求。此外，因太陽光譜中1800nm之后的輻照強(qiáng)度十分微弱，所以吸收這一波 段的太陽光所引起的溫度升高可忽略不計(jì)。
[0004] 由此可見，如何研究出一種空間用紫外反射膜的制備方法，能夠制備出將波長小 于350nm的光濾去的反射膜，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能夠制備出有效濾去光波波長小于350nm 的空間用紫外反射膜的制備方法。
[0006] 本發(fā)明一種空間用紫外反射膜的制備方法包括以下步驟：
[0007] a)預(yù)處理玻璃蓋片：清洗所述玻璃蓋片；
[0008] b)制備反射膜：通過電子槍熱蒸發(fā)的方式在所述玻璃蓋片的表面沉積所述反射 膜，并利用離子源輔助所述反射膜在所述玻璃蓋片的表面進(jìn)行沉積；
[0009] 其中，所述反射膜由高折射率材料HfOjP低折射率材料MgF2復(fù)合而成。
[0010] 進(jìn)一步地，所述熱蒸發(fā)的蒸鍍烘烤溫度為210-230°C。
[0011] 進(jìn)一步地，所述熱蒸發(fā)的預(yù)蒸鍍真空度為1. 5-2. 0X10 3Pa。
[0012] 進(jìn)一步地，所述離子源輔助沉積僅應(yīng)用于HfOjl的制備，所述離子源輔助沉積的 介質(zhì)氣體為氬氣。
[0013] 進(jìn)一步地，所述反射膜的具體制備步驟如下：
[0014] 通過熱蒸發(fā)的方式先在所述玻璃蓋片的上表面蒸鍍HfOji，在所述HfOji的上表 面蒸鍍MgFjl，之后依次循環(huán)蒸鍍，共蒸鍍20層。
[0015] 進(jìn)一步地，蒸鍍的第1、3、5、7、9、11、13、15層以及第19層為!1?)2層，光學(xué)厚度均為 Η;蒸鍍的第2、4、6、8、10、12、14、16層為MgFjl，光學(xué)厚度均為L;第17層為HfO2層，光學(xué) 厚度為（1.48-1.52)!1;第18層為1%&層，光學(xué)厚度為（1.48-1.52)1^第20層為1%? 2層， 光學(xué)厚度為（2.8-3. 2)L。
[0016] 進(jìn)一步地，所述玻璃蓋片中摻雜有Ce02。
[0017] 本發(fā)明一種空間用紫外反射膜的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 第一，該空間用紫外反射膜的制備方法中選用電子槍熱蒸發(fā)的方式將薄膜逐層沉 積到潔凈的所述玻璃蓋片上。為了提高各層膜的成膜質(zhì)量，制備過程中加入離子源進(jìn)行輔 助淀積。在沉積Hf〇Jl時(shí)采用離子源輔助鍍膜，其過程為：惰性氣體被電離后形成離子，離 子被電場加速后轟擊向基板；離子轟擊給到達(dá)基板的膜料粒子提供足夠的動能，從而提高 Hf〇2淀積粒子的迀移率，增加Hf〇 2層聚集密度，填充Hf〇J莫內(nèi)空隙缺陷。加之，所述反射膜 由高折射率材料批02和低折射率材料MgF2復(fù)合而成，因此這樣便可以順利獲得高反射率且 光學(xué)性良好的反射膜。
[0019] 第二，該空間用紫外反射膜的制備方法中所述熱蒸發(fā)的蒸鍍烘烤溫度為 210-230°C。該溫度下既能夠順利將HfOjPMgF2蒸鍍在所述玻璃蓋片上，又能使沉積的膜 層更加牢固，不易脫落。
[0020] 第三，該空間用紫外反射膜的制備方法中所述熱蒸發(fā)的預(yù)蒸鍍真空度為 1. 5-2. 0X10 3Pa。在該真空度條件下熱蒸發(fā)所得的反射膜更加致密，光反射率更高，光學(xué)性 能更為優(yōu)異。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明中反射膜的制備方法流程圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明中反射膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明中安裝有反射膜的太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明中有反射膜的玻璃蓋片和玻璃蓋片的透射光譜圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明中有反射膜的玻璃蓋片和玻璃蓋片的反射光譜圖。
[0026] 圖中的標(biāo)號分別為：1_玻璃蓋片，2-反射膜。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0028] 如圖1所示，一種適用于空間用三結(jié)砷化鎵太陽電池中的空間用紫外反射膜的制 備方法，主要包括以下步驟：
[0029] a)預(yù)處理玻璃蓋片1 :清洗所述玻璃蓋片1 ;
[0030] b)制備反射膜2 :通過電子槍熱蒸發(fā)的方式在所述玻璃蓋片1的表面沉積所述反 射膜2,并利用離子源輔助所述反射膜2在所述玻璃蓋片1的表面進(jìn)行沉積。
[0031 ] 其中，所述反射膜2由高折射率材料Hf02和低折射率材料MgF2復(fù)合而成。之所以 這樣設(shè)計(jì)是因?yàn)樗鯤f〇Jl在太陽光波長200nm之后屬于光學(xué)透明波段，即吸收很小，光 反射能力極強(qiáng)，尤其是在紫外光波段的反射能力更為突出，更利于制備出高反射率的反射 膜2。
[0032]當(dāng)高折射率材料的折射率越高，低折射率材料的折射率越低時(shí)，那么所述高折射 率材料層與所述低折射率材料層構(gòu)成的反射膜2的反射率就越高。與傳統(tǒng)的低折射率材料 相比，由于MgF2具有更低的折射率，所以當(dāng)所述MgF2層與高折射率材料層復(fù)合之后便賦予 所述反射膜2更高的光反射能力。
[0033] 本發(fā)明選用電子槍熱蒸發(fā)的方式將薄膜逐層沉積到潔凈的所述玻璃蓋片1上。為 了提高各層膜的成膜質(zhì)量，制備過程中加入離子源進(jìn)行輔助淀積。離子源輔助鍍膜過程：惰 性氣體被電離后形成離子，離子被電場加速后轟擊向基板；離子轟擊給到達(dá)基板的膜料粒 子提供足夠的動能，從而提高淀積粒子的迀移率，增加膜層聚集密度，填充膜內(nèi)空隙缺陷。
[0034] 所述熱蒸發(fā)的蒸鍍烘烤溫度為210-230°C。該溫度下既能夠順利將HfOjPMgF2· 鍍在所述玻璃蓋片1上，又能使沉積的Hf〇Jl和MgFjl更加牢固，不易脫落。
[0035] 所述熱蒸發(fā)的預(yù)蒸鍍真空度為1. 5-2. 0X10 3Pa。在該真空度條件下熱蒸發(fā)所得的 反射膜2更為致密，光反射率更高，光學(xué)性能更為優(yōu)異。低于該真空度進(jìn)行熱蒸發(fā)鍍膜時(shí)， 沉積的Hf〇2層和MgF2層的牢固性變差，機(jī)械強(qiáng)度降低。
[0036] 本實(shí)施例中僅在沉積HfOjl時(shí)使用離子源輔助鍍膜。由于氬氣具有良好的穩(wěn)定 性，且成本較其他惰