專(zhuān)利名稱(chēng)：大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種噴涂均勻透明導(dǎo)電薄膜裝置的噴嘴，特別是一種噴涂沉積大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴，屬于半導(dǎo)體電子材料鍍膜領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的工業(yè)化工藝技術(shù)沉積大面積(10×10cm2以上)均勻透明導(dǎo)電薄膜方法有射頻濺射和常壓壓縮氣體噴涂(APCVD)。射頻濺射需要高真空系統(tǒng)，設(shè)備較復(fù)雜且昂貴，不便生產(chǎn)低成本透明導(dǎo)電薄膜，另外射頻濺射工藝生產(chǎn)出透明導(dǎo)電薄膜的方塊電阻最小僅為70～90Ω/□；壓縮氣體噴涂可實(shí)現(xiàn)低成本的目標(biāo)，但成膜的質(zhì)量、均勻性和電學(xué)性等都不能滿(mǎn)足薄膜太陽(yáng)電池的較高要求。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL99116819.4，名稱(chēng)為透明導(dǎo)電薄膜和減反射薄膜噴涂裝置及其方法，該專(zhuān)利提供了一種噴涂沉積透明導(dǎo)電薄膜的裝置和方法，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，即采用超聲波霧化器，把配制好的溶液進(jìn)行霧化，噴涂到加熱好的襯底上，形成透明導(dǎo)電薄膜。但ZL99116819.4專(zhuān)利基本屬原理性的發(fā)明，并未涉及工業(yè)化大面積噴涂裝置，還未能實(shí)現(xiàn)大面積均勻噴涂透明導(dǎo)電薄膜的目的。目前普遍采用的噴涂熱解法制備SnO2透明導(dǎo)電薄膜的工藝特征有兩個(gè)，第一種是A.K.Saxena and R.Thangaraj等人在Thin Solid Films 131，1985，P121，以及R.Pommier and C.Grill等人在Thin Solid Films 77，1981，P91～97提到的借助高壓載氣通過(guò)噴槍將源溶液霧化，并攜帶至加熱的襯底，進(jìn)行熱解反應(yīng)；第二種是中國(guó)專(zhuān)利ZL99105710.4所述的二氧化錫透明導(dǎo)電薄膜的制造方法采用水、油浴加熱錫源溶液(二氯二己基錫)成蒸汽，再由惰性氣體攜帶通過(guò)氣體混合器與同時(shí)送入的氧氣混合，混合氣體從噴頭的單縫隙噴口噴出。第一種傳統(tǒng)方法的不足之處是蒸汽微粒的大小直接與氣體流量有關(guān)，壓縮氣體的流量不能太低，但流量太高，又對(duì)加熱好的襯底溫度的均勻性起影響，噴嘴的孔隙太大也會(huì)降低霧化的效果。第二種傳統(tǒng)方法是通過(guò)加熱熔化的錫源，產(chǎn)生蒸汽，其不足之處是不易形成大量的蒸汽，所以其噴嘴孔隙只能是單狹縫，是一維線(xiàn)型噴嘴，只能通過(guò)掃描，才能獲得大面積薄膜，沉積速度低，也不能控制蒸汽微粒的尺寸大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中噴嘴在工藝控制和規(guī)?；a(chǎn)方面具有明顯缺陷的現(xiàn)狀，提供了一種大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴，在ZL99116819.4專(zhuān)利的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一套配套的噴嘴裝置，使其配以適當(dāng)掃描系統(tǒng)，即可獲得大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明噴嘴為具有一定規(guī)律分布的小圓孔(如線(xiàn)性均勻分布)的一維結(jié)構(gòu)噴嘴或?yàn)榫哂幸欢ㄒ?guī)律排列的陣列(如線(xiàn)性均勻排列)兩維結(jié)構(gòu)的兩維噴嘴，噴嘴的噴孔有兩種結(jié)構(gòu)，一是小圓孔噴孔，二是狹縫噴孔，一維噴嘴上的小圓孔噴孔，為單行均勻分布排列，兩維結(jié)構(gòu)噴嘴的小圓孔分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)，具體的尺寸范圍是根據(jù)襯底寬度的尺寸而確定，也可以是一維單狹縫噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫噴嘴平行排列的兩維噴嘴，分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)，具體的尺寸范圍也是根據(jù)襯底寬度的尺寸而確定。
小圓孔的直徑為0.4～5.0mm，兩個(gè)最近的小圓孔孔心之間的距離為1.0～6.0mm，狹縫的寬度為0.3～5.0mm，狹縫的長(zhǎng)度為50～150mm，狹縫的長(zhǎng)度是根據(jù)襯底寬度的尺寸而確定。
噴嘴上部是噴頭，襯底在噴頭的下部，噴嘴的噴口離襯底的距離是由化學(xué)汽相沉積的熱解反應(yīng)工藝特征所決定，控制噴嘴的噴口到襯底的距離在5～100mm范圍內(nèi)，噴頭的四側(cè)設(shè)有阻隔板，以阻擋反應(yīng)蒸汽逃逸出噴頭區(qū)域，所有這些裝置是由防腐(如石英玻璃或陶瓷)材料制成。
本發(fā)明與掃描裝置配套使用，掃描裝置的反應(yīng)蒸汽輸入管將霧化蒸汽均勻送到一維或二維噴嘴所容的空間范圍內(nèi)，噴嘴兩側(cè)分布反應(yīng)廢氣排出口，也可以?xún)H僅在噴嘴的一側(cè)安排反應(yīng)廢氣排出口以形成同一方向流動(dòng)的蒸汽霧流，利于形成均勻蒸汽霧流。噴涂掃描時(shí)，可以固定噴嘴，讓玻璃襯底在鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)裝置運(yùn)載下勻速行進(jìn)；也可以固定玻璃襯底，讓噴嘴在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下勻速行進(jìn)，掃描噴涂，即噴嘴可以固定，也可在水平方向移動(dòng)掃描噴涂，參與反應(yīng)的霧化蒸汽通過(guò)一管道從超聲霧化發(fā)生器輸送到以上噴嘴，并均勻大面積地噴灑在加熱好的襯底上。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，采用本發(fā)明的噴嘴得到的大面積透明導(dǎo)電薄膜，其方塊電阻可達(dá)4Ω/□，透過(guò)率達(dá)90％(600nm波長(zhǎng)入射光)，薄膜中心和邊緣的膜厚、電學(xué)性質(zhì)不均勻度小于5％，本發(fā)明比上述的傳統(tǒng)方法和相應(yīng)的噴嘴設(shè)計(jì)更適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明一維小圓孔噴嘴和狹縫噴嘴結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明兩維小圓孔噴嘴示意3本發(fā)明兩維狹縫噴嘴結(jié)構(gòu)示意4本發(fā)明在掃描裝置中的位置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明為具有一定規(guī)律分布的小圓孔1的一維結(jié)構(gòu)噴嘴，如線(xiàn)性均勻分布的小圓孔1的一維結(jié)構(gòu)，或?yàn)榫哂幸欢ㄒ?guī)律排列的陣列2兩維結(jié)構(gòu)的兩維噴嘴，如線(xiàn)性均勻排列的陣列2兩維結(jié)構(gòu)，或者是一維單狹縫3噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫3噴嘴平行排列的二維噴嘴，噴嘴的噴孔有兩種結(jié)構(gòu)，一是小圓孔1噴孔，二是狹縫3噴孔，一維噴嘴上的小圓孔1噴孔，為單行均勻分布排列，兩維結(jié)構(gòu)噴嘴的小圓孔1分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)，一維單狹縫3噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫3噴嘴平行排列，它們分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)。
小圓孔1的直徑為0.4～5.0mm，兩個(gè)最近的小圓孔1孔心之間的距離為1.0～6.0mm，狹縫3的寬度為0.3～5.0mm，狹縫3的長(zhǎng)度為50～150mm，多組長(zhǎng)條型狹縫噴孔中，兩個(gè)最近的長(zhǎng)條型狹縫3之間的距離為1.0～6.0mm。
噴嘴在噴頭4的下部，襯底5在噴頭4的下部，噴嘴的小圓孔1到襯底5的距離在5～100mm范圍內(nèi)，噴頭4的四側(cè)設(shè)有阻隔板6。
權(quán)利要求
1.一種噴涂沉積大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴，其特征在于為具有一定規(guī)律分布的小圓孔(1)的一維結(jié)構(gòu)噴嘴，或?yàn)榫哂幸欢ㄒ?guī)律排列的陣列(2)兩維結(jié)構(gòu)的兩維噴嘴，或者是一維單狹縫(3)噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫(3)噴嘴平行排列的二維噴嘴，噴嘴的噴孔有兩種結(jié)構(gòu)，一是小圓孔(1)噴孔，二是狹縫(3)噴孔，一維噴嘴上的小圓孔(1)噴孔，為單行均勻分布排列，兩維結(jié)構(gòu)噴嘴的小圓孔(1)分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)，一維單狹縫(3)噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫(3)噴嘴平行排列，它們分布在50×50mm2～150×150mm2兩維范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種噴涂沉積大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴，其特征是小圓孔(1)的直徑為0.4～5.0mm，兩個(gè)最近的小圓孔(1)孔心之間的距離為1.0～6.0mm，狹縫(3)的寬度為0.3～5.0mm，狹縫(3)的長(zhǎng)度為50～150mm，多組長(zhǎng)條型狹縫噴孔中，兩個(gè)最近的長(zhǎng)條型狹縫(3)之間的距離為1.0～6.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種噴涂沉積大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴，其特征是噴嘴上部是噴頭(4)，襯底(5)在噴頭(4)的下部，噴嘴的小圓孔(1)到襯底(5)的距離在5～100mm范圍內(nèi)，噴頭(4)的四側(cè)設(shè)有阻隔板6。
全文摘要
噴涂沉積大面積均勻透明導(dǎo)電薄膜的噴嘴屬于半導(dǎo)體電子材料鍍膜領(lǐng)域。為具有一定規(guī)律分布的小圓孔的一維結(jié)構(gòu)噴嘴，或?yàn)榫哂幸欢ㄒ?guī)律排列的陣列兩維結(jié)構(gòu)的兩維噴嘴，或者是一維單狹縫噴嘴和多組長(zhǎng)條型狹縫噴嘴平行排列的二維噴嘴，噴嘴的噴孔有兩種結(jié)構(gòu)，一是小圓孔噴孔，二是狹縫噴孔，一維噴嘴上的小圓孔噴孔，為單行均勻分布排列，兩維結(jié)構(gòu)噴嘴的小圓孔分布在50×50mm
文檔編號(hào)B05B1/14GK1411914SQ0215078
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者周之斌, 崔容強(qiáng), 蔡燕暉, 劉梅蒼 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)