CN102837467A - 一种透明导电膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明导电膜玻璃及其制备方法，该透明导电膜玻璃包括依次叠加设置的玻璃基片、多层减反射膜层、透明导电膜层。本发明透明导电膜玻璃通过在玻璃基片与透明导电膜层之间增设减反射膜层，有效的减少了光线在透明导电膜玻璃中的反射，使得光线发生折射，从而提高该透明导电膜玻璃透光率，其制备方法工序简单，提高了生产效率，降低了生产成本，适于工业化生产。

Description

一种透明导电膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明属于导电玻璃技术领域，具体的说是涉及一种透明导电膜玻璃及其制备方法。

背景技术

对于非晶硅薄膜太阳电池和以氢化非晶硅(a-Si:H)与微晶硅(μc-Si:H)作为吸收层构成的组件来说，由具有绒面结构、高电导率、高透过率的前电极和高反射的复合背电极相结合形成的陷光(light trapping)结构对组件性能尤为重要。而作为前电极的透明导电氧化物(TCO)薄膜玻璃，要满足高透过率、低电阻率、一定的陷光结构，对提高a-Si、μc-Si和非晶硅薄膜太阳电池的效率起到了决定性的作用，但在大规模生产中镀制TCO玻璃，由于膜厚和电阻率的制约，使得TCO玻璃的光透过率低，导致整体膜层的透过常不能与之兼顾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术之缺陷，提供一种结构致密、紧凑、简单，光透过率高的透明导电膜玻璃。

以及，提供一种工序简单，生产效率高，生产成本低的透明导电膜玻璃的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种透明导电膜玻璃，包括依次叠加设置的玻璃基片、多层减反射膜层、透明导电膜层。

以及，上述透明导电膜玻璃制备方法，包括如下步骤：

获取玻璃基片；

在所述玻璃基片上依次镀多层减反射膜层；

在所述减反射膜层的与所述玻璃基片相对面上镀透明导电膜层，得到所述透明导电膜玻璃。

上述透明导电膜玻璃通过在玻璃基片与透明导电膜层之间增设减反射膜层，有效的减少了光线在透明导电膜玻璃中的反射，使得光线发生折射，从而提高该透明导电膜玻璃透光率。

上述透明导电膜玻璃制备方法采用镀层的方式依次在玻璃基板上镀层，使得该透明导电膜玻璃各层之间结构致密、附着良好，结构紧凑，其制备方法工序简单，提高了生产效率，降低了生产成本，适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例透明导电膜玻璃一种优选结构示意图；

图2是本发明实施例透明导电膜玻璃制备方法的流程示意图；

图3是对比实施例1制备的透明导电膜玻璃的结构示意图；

图4是本发明实施例1、对比实施例1和对比实施例2制备透明导电膜玻璃对可见光的透过曲线图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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。

本发明实施例提供一种结构致密、紧凑、简单，光透过率高的透明导电膜玻璃。如图1所示，该透明导电膜玻璃包括玻璃基片1，以及在玻璃基片1一表面上依次叠加设置的多层减反射膜层2、透明导电膜层3。这样，该透明导电膜玻璃通过在玻璃基片1与透明导电膜层3之间增设减反射膜层2，该减反射膜层2能有效的降低光线的反射率，提高光线的折射率，因此，有效的减少了光线在该透明导电膜玻璃中的反射，使得光线发生折射，从而提高该透明导电膜玻璃透光率，具体请参见实施例1至实施例3制备的透明导电膜玻璃的透光率。

优选地，如图1所示，作为本发明的一实施例，多层减反射膜层2优选包括依次叠加设置的第一TiO₂膜层21、第一SiO₂膜层22、第二TiO₂膜层23和第二SiO₂膜层24，其中，该第一TiO₂膜层21与玻璃基片1连接，第二SiO₂膜层24与透明导电膜层3连接。该结构的多层减反射膜层2能进一步降低光线的反射率，提高光线的折射率，使得上述透明导电膜玻璃的透光率进一步提高。

进一步优选地，如图1所示，作为本发明的一实施例，上述第一TiO₂膜层的厚度优选为20nm～70nm；第一SiO₂膜层的厚度优选为30nm～110nm；第二TiO₂膜层的厚度优选为20nm～70nm；第二SiO₂膜层的厚度优选为30nm～110nm。该减反射膜层中各层的优选厚度，能更进一步的降低光线的反射率，提高光线的折射率，使得上述透明导电膜玻璃的透光率进一步提高。

优选地，如图1所示，作为本发明的一实施例，上述透明导电膜层3优选为ITO膜层或/和AZO膜层，其厚度优选为600nm～1500nm。该结构的透明导电膜层3能在进一步降低电阻率的同时，提高透光率。当然，透明导电膜层3还可以用透明导电膜(TCO膜)系列中的其他膜层替代。

优选地，如图1所示，作为本发明的一实施例，上述玻璃基片1的可以采用本领域常用的玻璃基片，如超白玻璃基片、普通玻璃基片或钢化玻璃基片。

本发明实施例还提供了上述透明导电膜玻璃制备方法，该方法工艺流程图如图2所示，同时参见图1，该方法包括如下步骤：

S1：获取玻璃基片1；

S2：在玻璃基片1上依次镀多层减反射膜层2；

S3：在减反射膜层2的与玻璃基片1相对面上镀透明导电膜层3，得到所述透明导电膜玻璃。

具体地，上述透明导电膜玻璃制备方法的S1步骤中，优选包括对玻璃基片1的前置处理。该前置处理可以包括化学试剂清洗、超声波清洗、水清洗等，清洗完毕后，用红外烘箱烘干，消除静电待用。该前置处理吸附性和去除其表面的有机污染物。

具体地，上述透明导电膜玻璃制备方法的S2步骤中，镀多层减反射膜层2的方式优选采用真空磁控溅射，将该减反射膜层2镀到玻璃基片1的一表面上。采用真空磁控溅射方式镀减反射膜层2使得减反射膜层2厚度均匀，结构致密，且能与玻璃基片2紧密连接。在镀减反射膜层2之前真空磁控溅射的本度真空度优选为1.0×10^-6mbar。

该S2步骤中，当多层减反射膜层2优选包括依次叠加设置的第一TiO₂膜层21、第一SiO₂膜层22、第二TiO₂膜层23和第二SiO₂膜层24时，如图2所示，在上述玻璃基片1上采用真空磁控溅射方式分别依次镀上第一TiO₂膜层21、第一SiO₂膜层22、第二TiO₂膜层23和第二SiO₂膜层24。其中，在镀第一TiO₂膜层21和第二TiO₂膜层23时，该真空磁控溅射的工艺条件优选为：真空度1.0×10^-3mbar～2.1×10^-3mbar，溅射功率60kw～140kw，在真空磁控溅射过程中采用的Ar∶O₂的体积比优选为300∶40；在镀第一SiO₂膜层22和第二SiO₂膜层24时，该真空磁控溅射的工艺条件优选为：真空度1.2×10^-3mbar～2.0×10^-3mbar，溅射功率10kw～40kw，在真空磁控溅射过程中采用的Ar∶O₂的体积比优选为200∶200。

该S2步骤中，在将上述S1步骤中获得的玻璃基片1放入，优选将玻璃基片1的温度升至200℃～370℃。该温度条件下镀的减反射膜层2结构更加均匀、致密，同时也更加便于下述S3步骤的进行。

具体地，上述透明导电膜玻璃制备方法的S3步骤中，镀透明导电膜层3的方式优选采用真空磁控溅射，将该透明导电膜层3镀到减反射膜层2的与玻璃基片1连接面的相对面上。镀该透明导电膜层3的真空磁控溅射工艺条件优选为：溅射功率为240kw～320kw。该透明导电膜层3优选为ITO膜层或/和AZO膜层，当然也可以采用其他透明导电膜(TCO膜)系列中的其他膜层替代。当透明导电膜层3优选为AZO膜层时，在真空磁控溅射工艺中，AZO靶材工作气体采用高纯Ar，其流量优选为200sccm～400sccm。

上述透明导电膜玻璃制备方法采用镀层的方式优选采用真空磁控溅射的方式依次在玻璃基片1上镀层，使得该透明导电膜玻璃各层之间结构致密、附着良好，结构紧凑，其制备方法工序简单，提高了生产效率，降低了生产成本，适于工业化生产。

现结合具体实例，对本发明实施例透明导电膜玻璃进行进一步详细说明。

实施例1

一种透明导电膜玻璃，其结构如图1所示，包括依次叠加设置的超白原片玻璃基片1、第一TiO₂膜层21、第一SiO₂膜层22、第二TiO₂膜层23、第二SiO₂膜层24和AZO膜层3。其中，第一TiO₂膜层21的厚度为50nm、第一SiO₂膜层22的厚度为70nm、第二TiO₂膜层23的厚度为50nm、第二SiO₂膜层24的厚度为70nm和AZO膜层3的厚度为1000nm。

其制备方法如下：

S11：选用新鲜超白原片玻璃基片1共5片，边部磨边，经清洗机清洗并风刀吹干，经无接触除静电棒消除静电，经上片台自动传动进入真空磁控溅射的缓冲腔体；

S12：将镀膜腔体内的本底真空度调节至＜1.0E-6mbar，再采用真空磁控溅射的方式在超白原片玻璃基片1表面依次镀第一TiO₂膜层21、第一SiO₂膜层22、第二TiO₂膜层23和第二SiO₂膜层24；其中，镀第一TiO₂膜层21和第二TiO₂膜层23的真空度为1.6E-3mbar，溅射功率为100kw，Ar∶O₂的体积比为300∶40；镀第一SiO₂膜层22和第二SiO₂膜层24的真空度为1.6E-3mbar，溅射功率为25kw，Ar∶O₂的体积比为200∶200；

S13：向真空磁控溅射体系中通入高纯Ar，其流量为300sccm，溅射功率为280kw，在SiO₂膜层2’的外表面镀AZO膜层3。

以防腔体因无玻璃造成真空变动对膜层的影响，选用本对比实施例1中制备的第三片透明导电膜玻璃进行透过率的测量，采用分光光度计U-4100对该第三片透明导电膜玻璃透过率进行测量分析，结果显示，本对比实施例1制备的透明导电膜玻璃可见光透过率为86.91％，具体曲线详见图4。

对比实施例1

一种透明导电膜玻璃，其结构如图3所示，包括依次叠加设置的超白原片玻璃基片1、SiO₂膜层2’和AZO膜层3。其中，SiO₂膜层2’的厚度为70nm，AZO膜层3的厚度为1000nm。

其制备方法如下：

S21：选用新鲜超白原片玻璃基片1共5片，边部磨边，经清洗机清洗并风刀吹干，经无接触除静电棒消除静电，经上片台自动传动进入真空磁控溅射的缓冲腔体；

S22：将镀膜腔体内的本底真空度调节至＜1.0E-6mbar，再采用真空磁控溅射的方式在超白原片玻璃基片1表面镀一层SiO₂膜层2’，镀SiO₂膜层2’的真空磁控溅射工艺条件为：真空度为1.6E-3mbar，通入的Ar∶O₂的体积比为200∶200；

S23：向真空磁控溅射体系中通入高纯Ar，其流量为300sccm，溅射功率为280kw，在SiO₂膜层2’的外表面镀AZO膜层3。

以防腔体因无玻璃造成真空变动对膜层的影响，选用本实施例1中制备的第三片透明导电膜玻璃采用分光光度计U-4100进行透过率的测量，本实施例1制备的透明导电膜玻璃可见光透过率曲线详见图4，有图4可知，本实施例制备的透明导电膜玻璃可见光透过率为85.10％。

对比实施例2

一种透明导电膜玻璃，包括互相叠加设置的超白原片玻璃基片1和AZO膜层3。其中，AZO膜层3的厚度为1000nm。

其制备方法如下：

S31：选用新鲜超白原片玻璃基片1共5片，边部磨边，经清洗机清洗并风刀吹干，经无接触除静电棒消除静电，经上片台自动传动进入真空磁控溅射的缓冲腔体；

S32：向真空磁控溅射体系中通入高纯Ar，其流量为300sccm，溅射功率为280kw，在玻璃基片1的外表面镀AZO膜层3。

以防腔体因无玻璃造成真空变动对膜层的影响，选用对比本实施例中制备的第三片透明导电膜玻璃进行透过率的测量，采用分光光度计U-4100对该第三片透明导电膜玻璃透过率进行测量分析，结果显示，本对比实施例2制备的透明导电膜玻璃可见光透过率为84.33％，具体曲线详见图4。

由上述实施例1、对比实施例1和对比实施例2可知，本发明实施例透明导电膜玻璃通过在玻璃基片与透明导电膜层之间增设减反射膜层，有效的减少了光线在透明导电膜玻璃中的反射，使得光线发生折射，从而提高该透明导电膜玻璃透光率。如将实施例1与对比实施例1和对比实施例2相比，实施例1制备的透明导电膜玻璃的透光率明显高于比实施例1和对比实施例2制备的透明导电膜玻璃的透光率，其中，实施例2制备的透明导电膜玻璃的透光率更高。

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)

1.一种透明导电膜玻璃，包括依次叠加设置的玻璃基片、多层减反射膜层、透明导电膜层。

2.根据权利要求1所述的透明导电膜玻璃，其特征在于：所述多层减反射膜层包括依次叠加设置的第一TiO₂膜层、第一SiO₂膜层、第二TiO₂膜层和第二SiO₂膜层，所述第一TiO₂膜层与所述玻璃基片连接，所述第二SiO₂膜层与所述透明导电膜层连接。

3.根据权利要求2所述的透明导电膜玻璃，其特征在于：所述第一TiO₂膜层的厚度为20nm～70nm；所述第一SiO₂膜层的厚度为30nm～110nm；所述第二TiO₂膜层的厚度为20nm～70nm；所述第二SiO₂膜层的厚度为30nm～110nm。

4.根据权利要求1所述的透明导电膜玻璃，其特征在于：所述透明导电膜层为ITO膜层或/和AZO膜层。

5.根据权利要求1或2所述的透明导电膜玻璃，其特征在于：所述透明导电膜层的厚度为600nm～1500nm。

6.一种透明导电膜玻璃制备方法，包括如下步骤：

获取玻璃基片；

在所述玻璃基片上依次镀多层减反射膜层；

在所述减反射膜层的与所述玻璃基片相对面上镀透明导电膜层，得到所述透明导电膜玻璃。

7.根据权利要求6所述的透明导电膜玻璃制备方法，其特征在于：所述多层减反射膜层包括依次叠加设置的TiO₂膜层、第一SiO₂膜层、TiO₂膜层和第二SiO₂膜层，所述TiO₂膜层与所述玻璃基片连接，所述第二SiO₂膜层与所述透明导电膜层连接；所述镀减反射膜层的方法为：在所述玻璃基片上依次镀TiO₂膜层、第一SiO₂膜层、TiO₂膜层和第二SiO₂膜层。 

8.根据权利要求6或7所述的透明导电膜玻璃制备方法，其特征在于：所述镀减反射膜层和/或镀透明导电膜层的方式是采用真空磁控溅射方式。

9.根据权利要求8所述的透明导电膜玻璃制备方法，其特征在于：所述镀减反射膜层的过程中，将所述玻璃基片的温度升至200℃～370℃。

10.根据权利要求8或9所述的透明导电膜玻璃制备方法，其特征在于，镀所述第一TiO₂膜层和第二TiO₂膜层的真空磁控溅射工艺条件为：真空度1.0×10^-3mbar～2.1×10^-3mbar，溅射功率60kw～140kw，Ar∶O₂的体积比为300∶40；镀所述第一SiO₂膜层和第二SiO₂膜层的真空磁控溅射工艺条件为：真空度1.2×10^-3mbar～2.0×10^-3mbar，溅射功率10kw～40kw，Ar∶O₂的体积比为200∶200。 

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