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一種高透光導(dǎo)電玻璃及其制備方法與流程

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一種高透光導(dǎo)電玻璃及其制備方法與流程

本發(fā)明屬于特種玻璃領(lǐng)域,尤其涉及一種導(dǎo)電玻璃。



背景技術(shù):

磁控濺射工藝制備AZO薄膜(摻鋁的氧化鋅),由于其重復(fù)性好、允許低溫沉積、沉積速率高、附著性好、沉積參數(shù)容易控制等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用得最為普遍。對(duì)于制備具有絨面結(jié)構(gòu)的AZO薄膜,目前主流的制備方法主要是利用AZO薄膜的表面可刻蝕性,先采用磁控濺射技術(shù),在溫度大于200℃的條件下,制備出電學(xué)性能和光學(xué)性能都很好的AZO薄膜,然后再對(duì)其進(jìn)行表面刻蝕,達(dá)到表面織構(gòu)化。其中以濕法刻蝕技術(shù)最為成熟。濕法刻蝕一般采用體積分?jǐn)?shù)為0.5%的稀鹽酸,刻蝕時(shí)間一般10~30s,將1000nm左右的AZO薄膜刻蝕成厚度為600nm左右,其霧度為10%~40%。但是這些刻蝕都會(huì)導(dǎo)致AZO薄膜的無(wú)端消耗,由此帶來(lái)的浪費(fèi)會(huì)造成生產(chǎn)成本的升高,同時(shí)工藝復(fù)雜性也相應(yīng)增加。

并且一般在制備AZO薄膜時(shí),為了防止玻璃中鈉離子侵入AZO薄膜,需要先制備一層阻擋層,其中以氧化硅層最為常用,但是明顯增加成本。

導(dǎo)電玻璃作為太陽(yáng)能電池的基材,其透過(guò)率的高低直接影響著光伏電池的轉(zhuǎn)換效率,目前市場(chǎng)上常規(guī)的AZO玻璃透過(guò)率較低。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對(duì)現(xiàn)有先成膜后酸蝕工藝存在薄膜厚度要求高及薄膜刻蝕浪費(fèi)的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種高透AZO導(dǎo)電玻璃的制備方法,該方法不僅對(duì)薄膜厚度沒(méi)有過(guò)高要求,而且完全避免了因刻蝕造成薄膜厚度的浪費(fèi),有效地降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是通過(guò)對(duì)玻璃襯底進(jìn)行類(lèi)織構(gòu)化(類(lèi)似晶體硅表面織構(gòu))處理來(lái)實(shí)現(xiàn)在其上直接生長(zhǎng)的AZO薄膜具有一定的絨面結(jié)構(gòu),并最終在生長(zhǎng)完成的AZO表面具有絨面結(jié)構(gòu),免去酸蝕工藝造成薄膜的浪費(fèi)。

針對(duì)AZO玻璃透過(guò)率較低的問(wèn)題,本發(fā)明通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的減反射涂層及增透涂層,大大提高了AZO玻璃的光學(xué)透過(guò)率,而且大大簡(jiǎn)化了AZO玻璃的生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的,一種高透光導(dǎo)電玻璃的制備方法,包括以下主要步驟:

(1)采用磁控濺射技術(shù),靶材選擇氧化鈦或氧化鈮或氧化鈦靶,濺射制備減反射涂層,厚度為20-50nm。

(2)將硅酸乙酯及其輔料,溶解到水中,以酸為催化劑,攪拌1個(gè)小時(shí),形成鍍膜液;采用溶膠-凝膠的方法將鍍膜液均勻涂覆到玻璃的另一側(cè),自然風(fēng)干。

(3)然后將玻璃放進(jìn)磁控濺射設(shè)備中,在溫度為200度,真空度為10-2pa的環(huán)境中固化1小時(shí),即得到增透涂層,同時(shí)在玻璃基片表面形成一定織構(gòu)的絨面結(jié)構(gòu)。

(4)采用直流磁控濺射工藝直接在絨面結(jié)構(gòu)的玻璃表面上鍍厚度為600-700nm納米的AZO薄膜,得到與玻璃基片表面絨面結(jié)構(gòu)一致的絨面AZO透明導(dǎo)電膜。

優(yōu)選的,所述減反射涂層可為氧化硅、氧化鈦、氧化鈮。

優(yōu)選的,所述減反射涂層的厚度為20-50nm。

優(yōu)選的,所述減反射涂層可為單層膜也可為多層膜。

優(yōu)選的,所述玻璃基底為超白玻璃,厚度為2-4mm。

優(yōu)選的,所述增透涂層為硅酸乙酯。

優(yōu)選的,所述增透涂層的厚度為20-100nm。

優(yōu)選的,所述AZO膜層的厚度為600-700nm。

本發(fā)明與常規(guī)的先成膜后酸蝕工藝不同,其發(fā)明點(diǎn)在于,本發(fā)明是通過(guò)對(duì)玻璃襯底進(jìn)行類(lèi)織構(gòu)化(類(lèi)似晶體硅表面織構(gòu))處理來(lái)實(shí)現(xiàn)在其上直接生長(zhǎng)的AZO薄膜具有一定的絨面結(jié)構(gòu),并最終在生長(zhǎng)完成的AZO表面具有絨面結(jié)構(gòu),免去酸蝕工藝造成薄膜的浪費(fèi)。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)玻璃表面特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)處理來(lái)代替常規(guī)的工藝,不僅可以實(shí)現(xiàn)較為理想的AZO絨面結(jié)構(gòu),大大提高了薄膜對(duì)光的吸收率,滿足薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)的需求,而且避免了酸蝕工藝對(duì)薄膜的無(wú)端刻蝕浪費(fèi)和廢酸腐蝕液對(duì)環(huán)境的污染,降低生產(chǎn)成本。采用本發(fā)明制備的絨面AZO導(dǎo)電玻璃,由于表面的絨面結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光線的反射、折射與散射,將入射光線分散到各個(gè)不同的角度,可以增加光在薄膜太陽(yáng)能電池中的光程,增加薄膜對(duì)光的吸收率,有效提高薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的截面圖。

圖中:1-第一減反射涂層、2-玻璃、3-增透涂層、4-AZO膜層。

圖2是本發(fā)明的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

其他玻璃材料。

實(shí)施例1

如圖1所示,一種高透光導(dǎo)電玻璃,包括依次層疊的減反射涂層1、玻璃基底2、增透涂層3、AZO膜層4。

以3.2mm超白浮法玻璃為基片,采用磁控濺射技術(shù),以SiO2陶瓷靶為靶材,濺射一層SiO2薄膜1,厚度為20nm;

將硅酸乙酯及其輔料,溶解到水中,以酸為催化劑,攪拌1個(gè)小時(shí), 形成鍍膜液;采用溶膠-凝膠的方法將鍍膜液均勻涂覆到玻璃的另一側(cè),自然風(fēng)干。

然后將玻璃放進(jìn)磁控濺射設(shè)備中,在溫度為200度,真空度為10-2pa的環(huán)境中固化1小時(shí),即得到增透涂層3,厚度為50nm,同時(shí)在玻璃基片表面形成一定織構(gòu)的絨面結(jié)構(gòu)。

采用直流磁控濺射工藝直接在絨面結(jié)構(gòu)的玻璃表面上鍍厚度為600nm的AZO薄膜,得到與玻璃基片表面絨面結(jié)構(gòu)一致的絨面AZO透明導(dǎo)電膜。其電阻平均值為10.7Ω,透過(guò)率為87.1%,霧度為25.5%。

實(shí)施例2

如圖2所示,一種高透光導(dǎo)電玻璃,包括依次層疊的減反射涂層1、玻璃基底2、增透涂層3、AZO膜層4。

以2mm超白浮法玻璃為基片,采用磁控濺射技術(shù),以氧化硅、氧化鈮陶瓷靶為靶材,濺射一層SiO2薄膜11及一層氧化鈮薄膜12,厚度總計(jì)為30nm;

將硅酸乙酯及其輔料,溶解到水中,以酸為催化劑,攪拌1個(gè)小時(shí),形成鍍膜液;采用溶膠-凝膠的方法將鍍膜液均勻涂覆到玻璃的另一側(cè),自然風(fēng)干。

然后將玻璃放進(jìn)磁控濺射設(shè)備中,在溫度為200度,真空度為10-2pa的環(huán)境中固化1小時(shí),即得到增透涂層3,厚度為20nm,同時(shí)在玻璃基片表面形成一定織構(gòu)的絨面結(jié)構(gòu)。

采用直流磁控濺射工藝直接在絨面結(jié)構(gòu)的玻璃表面上鍍厚度為700nm的AZO薄膜,得到與玻璃基片表面絨面結(jié)構(gòu)一致的絨面AZO透明導(dǎo)電膜。

其電阻平均值為8.7Ω,透過(guò)率為89.1%,霧度為15.5%。

以上實(shí)施例僅用于對(duì)發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明,其并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍起到任何限定作用,本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求確定。根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案,可以推導(dǎo)或聯(lián)想出許多變型方案,所有這些變型方案,也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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