CN101318778A - 太阳能导电玻璃以及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能导电玻璃以及生产工艺，它属于特殊玻璃生产技术领域，其特征在于在玻璃基片上设置有导电膜层，其膜层结构形式为自基片玻璃依次外向为：玻璃、二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；二氧化硅膜层：10～30nm；ZnAl2O3膜层：100～400nm；A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；B：进入镀膜室，二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压范围为Ar：O2＝0.2～0.5Pa；然后在二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，氩气纯度为99.9％，溅射气压范围为0.2～0.5Pa；溅射时加热温度为180～380℃。本发明导电玻璃的方块电阻≤14.5Ω/□，透过率≥85％。
Description
技术领域：
本发明涉及一种太阳能导电玻璃以及生产工艺，它属于特殊玻璃生产技术领域，特别是具有太阳能导电功能的玻璃以及生产工艺。
背景技术：
传统的太阳能导电玻璃的基本结构为：玻璃、二氧化硅膜层和SnO2膜层的三层叠加结构。在生产工艺中，所述的SnO2膜层是采用化学气相沉积法镀制的，因此造成了SnO2膜层的均匀性差，透过率偏低，容易产生黑点白点，影响太阳能电池的性能，同时价格也比较昂贵。另外，传统的太阳能导电玻璃，由于膜层均匀性差、透过率偏低，所以光电转换效率低，老化后光电转换效率衰减快，已经不能满足应用的要求。
中国专利第200510050544.X号中公开了一种《氧化铟锡透明导电玻璃及其生产工艺》，这种导电玻璃是在有机玻璃基片的表面镀有二氧化硅镀膜层和氧化铟锡镀膜层，二氧化硅镀膜层位于内层，氧化铟锡镀膜层位于外层。这种产品具有较高的电导率和可见光透过率的特点，十分适合在液晶显示器件和平板显示器件等光电子器件上应用，但它并不适合用于太阳能导电。
中国专利第200510079183.1号中还公开了一种《透明导电膜用靶、透明导电材料、透明导电玻璃及透明导电薄膜》，此膜成分含有构成成分氧化铟、氧化锡及氧化锌，并任选地含有特定的金属氧化物，如氧化钌、氧化钼、氧化钒等，成分构成复杂，加工成本也比较好。这种镀膜结构的玻璃也仅仅适合于有机电致发光器件的透明电极中。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种生产工艺简单，可见光的透过率高，提高光电转换效率的太阳能导电玻璃以及生产工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种太阳能导电玻璃，其特征在于在所述玻璃基片上设置有导电膜层，其膜层结构形式为自基片玻璃依次外向为：
玻璃、二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层。
所述膜层结构中各膜层的厚度分别为：二氧化硅膜层：10～30nm；ZnAl2O3膜层：100～400nm。
本发明的太阳能导电玻璃的生产工艺，它包括如下的工艺步骤：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压范围为Ar∶O2＝0.2～0.5Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.2～0.5Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.5～1.0h，加热温度为180～380℃。
所述的优选的工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为0.3Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.4Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.7小时，加热温度为250℃。
所述的进一步的优选工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为.05Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.2Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为1.0小时，加热温度为180℃。
所述的另一的优选工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为0.2Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.5Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.5小时，加热温度为380℃。
本发明的与现有技术相比，其导电玻璃具有导电性能良好，可见光的透过率高的特点；其镀膜玻璃厚度≤3mm，方块电阻≤15Ω/□，透过率≥83％，反射约为8％和吸收损失≤9％，老化后的光电转换效率衰减几乎为零。且本发明的加工工艺简单，加工成本较低，可实现大规模的推广使用。
具体实施方式：
下面结合实施例，对本发明进行进一步的说明：
实施例1：
本实施例中，采用LHKJ800立式全自动连续磁控溅射镀膜机完成镀膜任务，其膜层结构形式为自基片玻璃依次外向为：玻璃基片、二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层。
其具体的生产加工工艺流程和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，二氧化硅(SiO2)膜层的厚度为25nm，溅射气压为0.3Pa，氩气Ar和氧气O2的流分别为200SCCM和40SCCM；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，ZnAl2O3膜层400nm；所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，，溅射气压范围为0.4Pa，氩气Ar的流量为200SCCM；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.7小时，加热温度为250℃。
依据上述的工艺流程和参数生产出的太阳能导电玻璃具有如下的特性：镀膜玻璃厚度≤3mm，方块电阻≤14.5Ω/□，透过率≥85％，反射约为8％和吸收损失≤7％，老化后的光电转换效率衰减几乎为零。
实施例2：
在本实施例中，其具体的生产加工工艺流程和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为.05Pa，氩气Ar和氧气O2的流分别为220SCCM和60SCCM；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，ZnAl2O3膜层100nm；所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.2Pa，氩气Ar的流量为220SCCM；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为1.0小时，加热温度为180℃。
本实施例的其他部分与实施例1完全相同。
实施例3：
在本实施例中，其具体的生产加工工艺流程和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为0.2P，氩气Ar和氧气O2的流分别为210SCCM和50SCCM；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，ZnAl2O3膜层200nm；所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.5Pa，氩气Ar的流量为210SCCM；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.5小时，加热温度为380℃。
本实施例的其他部分与实施例1完全相同。
Claims (6)
1、一种太阳能导电玻璃，其特征在于在所述玻璃基片上设置有导电膜层，其膜层结构形式为自基片玻璃依次外向为：玻璃、二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层。
2、如权利要求1中所述的太阳能导电玻璃，其特征在于所述膜层结构中各膜层的厚度分别为：二氧化硅膜层：10～30nm；ZnAl2O3膜层：100～400nm。
3、一种用于权利要求1中所述的太阳能导电玻璃的生产工艺，其特征在于它包括如下的工艺步骤：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压范围为Ar∶O2＝0.2～0.5Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.2～0.5Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.5～1.0h，加热温度为180～380℃。
4、如权利要求3中所述的太阳能导电玻璃的生产工艺，其特征在于所述的优选的工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为0.3Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.4Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.7小时，加热温度为250℃。
5、如权利要求3中所述的太阳能导电玻璃的生产工艺，其特征在于所述的进一步的优选工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为.05Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.2Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为1.0小时，加热温度为180℃。
6、如权利要求3中所述的太阳能导电玻璃的生产工艺，其特征在于所述的另一的优选工艺步骤和参数如下：
A：对待镀膜基板玻璃进行清洗、热烘干燥后，上架装片，进入预真空过渡；
B：进入镀膜室，然后在玻璃上依次镀二氧化硅膜层和ZnAl2O3膜层；首先所述的二氧化硅膜层采用纯度为99.99％的多晶硅靶在氩氧混合气氛中进行溅射，溅射气压为0.2Pa；然后在已经形成的二氧化硅膜层表面再镀ZnAl2O3膜层，所述的ZnAl2O3膜层的镀制方法，采用ZnAl2O3金属氧化物靶材，在纯度为99.99％的纯氩气氛中进行溅射，溅射气压范围为0.5Pa；溅射时基片玻璃同时进行加热，加热时间为0.5小时，加热温度为380℃。
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| CN102683436A (zh) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 常州亚玛顿股份有限公司 | 一种薄膜太阳能电池用导电玻璃及其制备方法 |
| CN101792270B (zh) * | 2009-02-02 | 2012-11-21 | 信义光伏产业(安徽)控股有限公司 | 一种透明导电膜玻璃及其制造方法 |
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2008
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