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Abstract

本发明提供一种导电玻璃及其制备方法，包括衬底，还包括钠离子阻挡层、透明导电层和减反膜层，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面，所述钠离子阻挡层结合在衬底的光滑面或粗糙面上，所述减反膜层结合在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。该导电玻璃采用衬底的一面上设有压花，增加了该导电玻璃对可见光和近红外光的透过率；减反膜层的设置，进一步增加了该导电玻璃对可见光透过率；透明导电层的设置，增强了该导电玻璃性能稳定，电导率高；直接采用一面上设有压花的衬底，减去了该导电玻璃的后续制绒过程，简化了生产工序；该导电玻璃的制备工艺简单、成本低、条件可控，适于工业化生产。

Description

一种导电玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种导电玻璃及其制备方法。
背景技术
目前最普遍采用的太阳电池透明导电玻璃有两种，分别为ZnO基透明导电玻璃和SnO2基透明导电玻璃。基本上所有的导电玻璃(TCO)均采用浮法玻璃做原片，因此，涉及到一个表面制绒的过程。目前市场上应用最多的SnO2基透明导电玻璃是FTO，一般采用APCVD的方法来制备，其优点是可以直接生成绒面、工艺简单、成本低、可大批量生产。但是FTO对波长超过800nm的近红外光的透过率很低，因此，只适合用于非晶硅薄膜太阳能电池。ZnO基透明导电玻璃主要分两大类，一类为BZO薄膜，采用LPCVD的方法来制备，其优点是可以直接生成绒面，且对近红外光有较高的光学透过率，缺点是由于工艺本身的缺陷，BZO膜必须要有很高的厚度，才能达到较高的雾度，一方面导致了制造成本的上升，另一方面导致薄膜其它性能的下降；另一类为AZO薄膜，采用磁控溅射(PVD的一种)的方法来制备，其优点是对近红外光有较高的光学透过率，非常适合应用于非晶/微晶叠层电池，缺点是该方法本身不能直接制成带绒面的TCO，需要增加后续腐蚀工艺，从而增加了工艺的复杂性，使产品的良率降低，成本升高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种设有钠离子阻挡层、透明导电层、减反膜层的导电玻璃，该导电玻璃对光的透过率高、性能稳定、使用寿命长。
本发明还提供一种制备工艺简单、成本低的导电玻璃制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种导电玻璃，包括衬底，还包括钠离子阻挡层、透明导电层和减反膜层，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面，所述钠离子阻挡层结合在衬底的光滑面或粗糙面上，所述减反膜层结合在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。
以及，一种导电玻璃制备方法，包括如下步骤：
获取衬底，其中，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面；
在衬底的光滑面或粗糙面镀上钠离子阻挡层，在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上镀上减反膜层，然后在钠离子阻挡层上镀透明导电层，得到所述的导电玻璃；或者在衬底的光滑面或粗糙面镀上钠离子阻挡层，在钠离子阻挡层上镀透明导电层，然后衬底上与钠离子阻挡层相对的面上镀上减反膜层，得到所述的导电玻璃。
本发明导电玻璃与现有技术相比，至少具备以下优点：
(1)采用衬底的一面上设有压花，增加了该导电玻璃对可见光和近红外光的透过率；
(2)减反膜层的设置，进一步增加了该导电玻璃对可见光透过率，达到84％，在光波380-1100nm范围内，光的平均透过率也超过了84％；
(3)透明导电层的设置，增强了导电玻璃性能稳定，电导率高；
(4)直接采用一面上设有压花的衬底，减去了该导电玻璃的后续制绒过程，简化了生产工序；
(5)该导电玻璃的制备工艺简单、成本低、条件可控，适于工业化生产。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明导电玻璃第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明导电玻璃第二种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例提供一种导电玻璃，包括衬底，还包括钠离子阻挡层、透明导电层和减反膜层，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面，所述钠离子阻挡层结合在衬底的光滑面或粗糙面上，所述减反膜层结合在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。
图1显示的是第一种实施方式的导电玻璃结构示意图。图1中，该导电玻璃衬底1、钠离子阻挡层2、透明导电层3和减反膜层4，所述衬底1包括相对的平整的光滑面11和设有压花的粗糙面12，减反膜层4结合在衬底1的粗糙面12上，所述钠离子阻挡层2结合在衬底1的光滑面11上，所述透明导电层3结合在钠离子阻挡层2上。
图2显示的是的第二种实施方式的导电玻璃结构示意图。图2中，该导电玻璃衬底1、钠离子阻挡层2、透明导电层3和减反膜层4，所述衬底1包括相对的平整的光滑面11和设有压花的粗糙面12，减反膜层4结合在衬底1的光滑面11上，所述钠离子阻挡层2结合在衬底1的粗糙面12上，所述透明导电层3结合在钠离子阻挡层2上。
进一步的，由图1和图2可看出，该导电玻璃的衬底1的粗糙面12包括交替分布的粗糙部分121和光滑部分122，其中，所述粗糙部分121宽度优选为5mm-30mm，光滑部分122宽度优选为0.1mm-2mm。粗糙面12上的粗糙部分121保证了该导电玻璃具有较高的光学透过率和较高的雾度，光滑部分122保证了该导电玻璃对薄膜后续制程的激光划线不会产生影响。
进一步的，该导电玻璃的衬底1厚度优选为2mm-8mm，衬底1材质优选为普通玻璃或钢化玻璃。由衬底1材质可知，该衬底1为透明的。
进一步的，该导电玻璃的钠离子阻挡层2厚度优选为20mm-200mm，钠离子阻挡层2材料的组分包含SnO2、Al3O2和TiO2，或者SiO2、Al3O2和TiO2，所述Al3O2、TiO2总重量在钠离子阻挡层2总重量中的含量大于0，小于或等于1％；该钠离子阻挡层2一方面用来阻挡钠离子从衬底1向透明导电层3扩散，另一方面用来作为衬底1与硅膜之间的减反层，减少光在层间的反射，使更多的入射光通过透明导电层3进入光电转换层，提高太阳电池的转换效率。
进一步的，该导电玻璃的透明导电层3厚度优选为500mm-1500mm，透明导电层3材质优选ZnO基透明导电玻璃或SnO2基透明导电玻璃。当透明导电层3为ZnO基透明导电玻璃时，所述ZnO基透明导电玻璃中还掺杂有B、Al、Ge中至少一种元素，例如可以是BZO、AZO、GZO或GAZO等玻璃中的至少一种，B、Al、Ge中至少一种元素在ZnO基透明导电玻璃总重量中的含量优选大于0，小于或等于5％；当透明导电层3为SnO2基透明导电玻璃时，所述SnO2基透明导电玻璃中还掺杂有F、Al、Ge中至少一种元素，例如可以是FTO、ATO或ITO等玻璃中的至少一种，F、Al、Ge中至少一种元素在SnO2基透明导电玻璃总重量中的含量优选大于0，小于或等于5％。由上述的材质可知，透明导电层3为透明玻璃状也即称透明导电玻璃(TCO)层，当该导电玻璃中含有上述透明导电层3用在薄膜太阳电池中时，主要起两个作用：其一作为透明电极，这就需要透明导电薄膜即具有非常好的光学透过率，同时具备非常好的导电性；其二作为薄膜太阳电池的陷光结构，这就需要透明导电玻璃具有很高的雾度，这样可以增加入射光在薄膜电池光电转换层中的光程，增加薄膜电池光电转换层对入射光的吸收能力，从而达到提高薄膜电池转换效率，降低薄膜电池厚度，进一步达到降低薄膜电池成本的目的。
进一步的，该导电玻璃的减反膜层4厚度优选为50mm-200mm，该减反膜层4的材质优选为SiO2、TiO2中的一种或两种。当减反膜层4为SiO2时，减反膜层4为多孔状，多孔状的形成，提高了导电玻璃反射作用；当减反膜层4为TiO2时，TiO2颗粒粒径为纳米级，TiO2颗粒的存在，提高了导电玻璃的自洁净功能。
上述导电玻璃采用衬底的一面上设有压花，增加了该导电玻璃对可见光和近红外光的透过率，减去了该导电玻璃的后续制绒过程，简化了生产工序，通过调整粗糙面2上的粗糙部分121和光滑部分122的相对宽度，有效解决了薄膜电池后续制备过种中激光划线不能聚焦的问题；透明导电层3的设置，使得该导电玻璃性能稳定，电导率高；减反膜层4的设置，进一步增加了该导电玻璃对可见光透过率，达到84％，在光波380-1100nm范围内，光的平均透过率也超过了84％；该导电玻璃性能稳定，使用寿命长；与此同时，该导电玻璃通过上述结构的设置以及各层结构的性质，使得本实施例导电玻璃使用寿命长，透明度高。
本实施例还提供了该导电玻璃的制备方法，包括如下步骤：
S1：获取衬底1，其中，所述衬底1包括相对的平整的光滑面11和设有压花的粗糙面12；
S2：在衬底1的光滑面11或粗糙面12镀上钠离子阻挡层2，在衬底1上与钠离子阻挡层2相对的面上镀上减反膜层4，然后在钠离子阻挡层2上镀透明导电层3，得到所述的导电玻璃；或者在衬底1的光滑面11或粗糙面12镀上钠离子阻挡层2，在钠离子阻挡层2上镀透明导电层3，然后衬底1上与钠离子阻挡层2相对的面上镀上减反膜层4，得到所述的导电玻璃。
上述导电玻璃的制备方法S1步骤中，衬底1设有压花的粗糙面12优选采用压延方法制备，通过压延辊控制衬底1的粗糙面12上的压花花纹及粗糙度。
上述导电玻璃的制备方法S2步骤中，所述钠离子阻挡层2优选采用化学气相沉积法或物理气相沉积法镀在衬底的光滑面11或粗糙面12上，其中，化学气相沉积法优选采用常压化学气相沉积(APCVD)，物理气相沉积(PVD)法优选采用磁控溅射；
上述导电玻璃的制备方法S2步骤中，当所述透明导电层3为ZnO基透明导电玻璃时，优选采用化学气相沉积法或物理气相沉积法镀在钠离子阻挡层2上，其中，化学气相沉积法优选采用低压化学气相沉积(LPCVD)，物理气相沉积(PVD)法优选采用为磁控溅射，如ZnO基透明导电玻璃中掺杂有B元素时，优选采用低压化学气相沉积(LPCVD)的制备方法，ZnO基透明导电玻璃中掺杂有Al、Ge中至少一种元素时，优选采用物理气相沉积(PVD)的制备方法；当为SnO2基透明导电玻璃时，优选采用离线或在线化学气相沉积法镀在钠离子阻挡层2上，如SnO2基透明导电玻璃中掺杂有F和/或Al元素时，优选采用离线或在线常压化学气相沉积(APCVD)的制备方法；当所述透明导电层3为SnO2基透明导电玻璃中掺杂有Ge元素时，优选采用采用物理气相沉积(PVD)的制备方法。
上述导电玻璃的制备方法S2步骤中，所述减反膜层4优选采用喷涂或滚涂法镀在衬底1的光滑面11或粗糙面12上。当导电玻璃的衬底1为钢化压花玻璃时，则可先镀减反膜层4后将衬底1钢化，也可以先钢化衬底1后再镀减反膜4。
上述导电玻璃的制备工艺简单、成本低、条件可控，适于工业化生产。
正是由于本实施例的导电玻璃具有上述的优点，因此，该导电玻璃可在制备太阳能电池中应用。
以下通过多个实施例来举例说明导电玻璃结构及其制备方法，以及其性能等方面。
实施例1
如图1所示，导电玻璃包括压延六角布纹原片衬底1、钠离子阻挡层2、透明导电层3和减反膜层4，所述衬底1包括相对的平整的光滑面11和设有压花的粗糙面12，粗糙面12上粗糙部分121宽度为10mm，光滑部分122宽度为1mm，所述钠离子阻挡层2采用磁控溅射方法镀在衬底1的光滑面11上，所述透明导电层3采用低压化学气相沉淀法镀在钠离子阻挡层2上，在衬底1的粗糙面12采用喷涂法镀上减反膜层4，得到导电玻璃。利用四探针测本实施例透明导电玻璃的方块电阻，用分光光度计测本实施例透明透明导电玻璃的光学透过率和雾度，具体性能指标如表1所示。
表1
Figure BSA00000217227800071
*参考1、参考2为市场上常用的FTO产品。
实施例2
如图2所示，该导电玻璃包括压延六角布纹原片的衬底1、钠离子阻挡层2、透明导电层3和减反膜层4，所述衬底1包括相对的平整的光滑面11和设有压花的粗糙面12，粗糙面12上粗糙部分121宽度为8.9mm，光滑部分122宽度为0.8mm，所述钠离子阻挡层2采用磁控溅射方法镀在衬底1的粗糙面12上，所述透明导电层3采用低压化学气相沉淀法镀在钠离子阻挡层2上，在衬底1的光滑面11采用喷涂法镀上减反膜层4，得到导电玻璃。测试方法如实施例1，测试结果如表2所示。
表2
Figure BSA00000217227800072
*参考1、参考2为市场上常用的FTO产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导电玻璃，包括衬底，其特征在于：还包括钠离子阻挡层、透明导电层和减反膜层，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面，所述钠离子阻挡层结合在衬底的光滑面或粗糙面上，所述减反膜层结合在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。
2.根据权利要求1所述的导电玻璃，其特征在于：所述减反膜层结合在衬底的粗糙面上，所述钠离子阻挡层结合在衬底的光滑面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。
3.根据权利要求1所述的导电玻璃，其特征在于：所述减反膜层结合在衬底的光滑面上，所述钠离子阻挡层结合在衬底的粗糙面上，所述透明导电层结合在钠离子阻挡层上。
4.根据权利要求1-3任一所述的导电玻璃，其特征在于：所述粗糙面包括交替分布的粗糙部分和光滑部分，所述粗糙部分宽度为5mm-30mm，光滑部分宽度为0.1mm-2mm。
5.根据权利要求1-3任一所述的导电玻璃，其特征在于：
所述衬底厚度为2mm-8mm；
所述钠离子阻挡层厚度为20mm-200mm；
所述透明导电层厚度为500mm-1500mm；
所述减反膜层厚度为50mm-200mm。
6.根据权利要求1-3任一所述的导电玻璃，其特征在于：
所述衬底为普通玻璃或钢化玻璃；
所述钠离子阻挡层材料的组分包含SnO2、Al3O2和TiO2，或者SiO2、Al3O2和TiO2，所述Al3O2、TiO2总重量在钠离子阻挡层总重量中的含量大于0，小于或等于1％；
所述透明导电层为ZnO基透明导电玻璃或SnO2基透明导电玻璃；
所述减反膜层的材质为SiO2、TiO2中的一种或两种。
7.根据权利要求6所述的导电玻璃，其特征在于：所述透明导电层为ZnO基透明导电玻璃时，所述ZnO基透明导电玻璃中还掺杂有B、Al、Ge中至少一种元素；
所述透明导电层为SnO2基透明导电玻璃时，所述SnO2基透明导电玻璃中还掺杂有F、Al、Ge中至少一种元素。
8.根据权利要求6所述的导电玻璃，其特征在于：所述减反膜层的材质为SiO2时，减反膜层为多孔状；所述减反膜层的材质为TiO2时，TiO2颗粒粒径为纳米级。
9.一种导电玻璃制备方法，包括如下步骤：
获取衬底，其中，所述衬底包括相对的平整的光滑面和设有压花的粗糙面；
在衬底的光滑面或粗糙面镀上钠离子阻挡层，在衬底上与钠离子阻挡层相对的面上镀上减反膜层，然后在钠离子阻挡层上镀透明导电层，得到所述的导电玻璃；或者在衬底的光滑面或粗糙面镀上钠离子阻挡层，在钠离子阻挡层上镀透明导电层，然后衬底上与钠离子阻挡层相对的面上镀上减反膜层，得到所述的导电玻璃。
10.根据权利要求9所述的导电玻璃制备方法，其特征在于：所述衬底的压花的粗糙面采用压延方法形成；
所述钠离子阻挡层采用化学气相沉积法或物理气相沉积法镀在衬底的光滑面或粗糙面上；
所述透明导电层为ZnO基透明导电玻璃或SnO2基透明导电玻璃，所述ZnO基透明导电玻璃采用化学气相沉积法或物理气相沉积法镀在钠离子阻挡层上，所述SnO2基透明导电玻璃采用离线或在线化学气相沉积法镀在钠离子阻挡层上；
所述减反膜层采用喷涂或滚涂法形成在衬底的光滑面或粗糙面上。
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