CN106113787B - 一种高透光导电玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于特种玻璃领域，提供了一种高透光导电玻璃。该导电玻璃包括依次层叠的减反射涂层、玻璃基底、增透涂层、AZO膜层。本发明通过在玻璃基底的两面覆盖减反射涂层和增透涂层，使导电玻璃的光学透过率增加；且与AZO膜层接触的增透涂层具有岛状形貌，接下来作为后续AZO薄膜(掺铝的氧化锌)生长的基底，可直接形成表面具有一定绒度的AZO薄膜，免去常规工艺中的酸刻蚀制绒过程，降低了所需的初始薄膜厚度，以及生产成本造成本。

Description

一种高透光导电玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于特种玻璃领域，尤其涉及一种导电玻璃。
背景技术
磁控溅射工艺制备AZO薄膜(掺铝的氧化锌)，由于其重复性好、允 许低温沉积、沉积速率高、附着性好、沉积参数容易控制等优点应用得最 为普遍。对于制备具有绒面结构的AZO薄膜，目前主流的制备方法主要是 利用AZO薄膜的表面可刻蚀性，先采用磁控溅射技术，在温度大于200℃ 的条件下，制备出电学性能和光学性能都很好的AZO薄膜，然后再对其进 行表面刻蚀，达到表面织构化。其中以湿法刻蚀技术最为成熟。湿法刻蚀 一般采用体积分数为0.5％的稀盐酸，刻蚀时间一般10～30s，将1000nm 左右的AZO薄膜刻蚀成厚度为600nm左右，其雾度为10％～40％。但是 这些刻蚀都会导致AZO薄膜的无端消耗，由此带来的浪费会造成生产成本 的升高，同时工艺复杂性也相应增加。
并且一般在制备AZO薄膜时，为了防止玻璃中钠离子侵入AZO薄膜， 需要先制备一层阻挡层，其中以氧化硅层最为常用，但是明显增加成本。
导电玻璃作为太阳能电池的基材，其透过率的高低直接影响着光伏电 池的转换效率，目前市场上常规的AZO玻璃透过率较低。
发明内容
针对现有先成膜后酸蚀工艺存在薄膜厚度要求高及薄膜刻蚀浪费的问 题，本发明提供一种高透AZO导电玻璃的制备方法，该方法不仅对薄膜厚 度没有过高要求，而且完全避免了因刻蚀造成薄膜厚度的浪费，有效地降 低生产成本。
本发明是通过对玻璃衬底进行类织构化(类似晶体硅表面织构)处理 来实现在其上直接生长的AZO薄膜具有一定的绒面结构，并最终在生长完 成的AZO表面具有绒面结构，免去酸蚀工艺造成薄膜的浪费。
针对AZO玻璃透过率较低的问题，本发明通过特殊设计的减反射涂 层及增透涂层，大大提高了AZO玻璃的光学透过率，而且大大简化了AZO 玻璃的生产工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种高透光导电玻璃 的制备方法，包括以下主要步骤：
(1)采用磁控溅射技术，靶材选择氧化钛或氧化铌或氧化钛靶，溅射制备 减反射涂层，厚度为20-50nm。
(2)将硅酸乙酯及其辅料，溶解到水中，以酸为催化剂，搅拌1个小时， 形成镀膜液；采用溶胶-凝胶的方法将镀膜液均匀涂覆到玻璃的另一侧，自 然风干。
(3)然后将玻璃放进磁控溅射设备中，在温度为200度，真空度为10-2pa 的环境中固化1小时，即得到增透涂层，同时在玻璃基片表面形成一定织 构的绒面结构。
(4)采用直流磁控溅射工艺直接在绒面结构的玻璃表面上镀厚度为 600-700nm纳米的AZO薄膜，得到与玻璃基片表面绒面结构一致的绒面 AZO透明导电膜。
优选的，所述减反射涂层可为氧化硅、氧化钛、氧化铌。
优选的，所述减反射涂层的厚度为20-50nm。
优选的，所述减反射涂层可为单层膜也可为多层膜。
优选的，所述玻璃基底为超白玻璃，厚度为2-4mm。
优选的，所述增透涂层为硅酸乙酯。
优选的，所述增透涂层的厚度为20-100nm。
优选的，所述AZO膜层的厚度为600-700nm。
本发明与常规的先成膜后酸蚀工艺不同，其发明点在于，本发明是通 过对玻璃衬底进行类织构化(类似晶体硅表面织构)处理来实现在其上直 接生长的AZO薄膜具有一定的绒面结构，并最终在生长完成的AZO表面 具有绒面结构，免去酸蚀工艺造成薄膜的浪费。
本发明通过对玻璃表面特殊设计的光学系统处理来代替常规的工艺， 不仅可以实现较为理想的AZO绒面结构，大大提高了薄膜对光的吸收率， 满足薄膜太阳能电池技术的需求，而且避免了酸蚀工艺对薄膜的无端刻蚀 浪费和废酸腐蚀液对环境的污染，降低生产成本。采用本发明制备的绒面 AZO导电玻璃，由于表面的绒面结构，可以实现对入射光线的反射、折射 与散射，将入射光线分散到各个不同的角度，可以增加光在薄膜太阳能电 池中的光程，增加薄膜对光的吸收率，有效提高薄膜太阳能电池的光电转 换效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的截面图。
图中：1-第一减反射涂层、2-玻璃、3-增透涂层、4-AZO膜层。
图2是本发明的截面图。
图中：11-减反射涂层、12-减反射涂层、2-玻璃、3-增透涂层、4-AZO 膜层。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步阐述。
其他玻璃材料。
实施例1
如图1所示，一种高透光导电玻璃，包括依次层叠的减反射涂层1、玻 璃基底2、增透涂层3、AZO膜层4。
以3.2mm超白浮法玻璃为基片，采用磁控溅射技术，以SiO2陶瓷靶 为靶材，溅射一层SiO2薄膜1，厚度为20nm；
将硅酸乙酯及其辅料，溶解到水中，以酸为催化剂，搅拌1个小时， 形成镀膜液；采用溶胶-凝胶的方法将镀膜液均匀涂覆到玻璃的另一侧，自 然风干。
然后将玻璃放进磁控溅射设备中，在温度为200度，真空度为10-2pa 的环境中固化1小时，即得到增透涂层3，厚度为50nm，同时在玻璃基片 表面形成一定织构的绒面结构。
采用直流磁控溅射工艺直接在绒面结构的玻璃表面上镀厚度为600nm 的AZO薄膜，得到与玻璃基片表面绒面结构一致的绒面AZO透明导电膜。 其电阻平均值为10.7Ω，透过率为87.1％，雾度为25.5％。
实施例2
如图2所示，一种高透光导电玻璃，包括依次层叠的减反射涂层1、玻 璃基底2、增透涂层3、AZO膜层4。
以2mm超白浮法玻璃为基片，采用磁控溅射技术，以氧化硅、氧化铌 陶瓷靶为靶材，溅射一层SiO2薄膜11及一层氧化铌薄膜12，厚度总计为 30nm；
将硅酸乙酯及其辅料，溶解到水中，以酸为催化剂，搅拌1个小时， 形成镀膜液；采用溶胶-凝胶的方法将镀膜液均匀涂覆到玻璃的另一侧，自 然风干。
然后将玻璃放进磁控溅射设备中，在温度为200度，真空度为10-2pa 的环境中固化1小时，即得到增透涂层3，厚度为20nm，同时在玻璃基片 表面形成一定织构的绒面结构。
采用直流磁控溅射工艺直接在绒面结构的玻璃表面上镀厚度为700nm 的AZO薄膜，得到与玻璃基片表面绒面结构一致的绒面AZO透明导电膜。
其电阻平均值为8.7Ω，透过率为89.1％，雾度为15.5％。
以上实施例仅用于对发明进行具体说明，其并不对本发明的保护范围 起到任何限定作用，本实用新型的保护范围由权利要求确定。根据本领域 的公知技术和本实用新型所公开的技术方案，可以推导或联想出许多变型 方案，所有这些变型方案，也应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种高透光导电玻璃的制备方法，其特征在于包括依次层叠的减反射涂层(1)、玻璃基底(2)、增透涂层(3)、AZO膜层(4)，包括以下几个步骤：
(1)采用磁控溅射技术，靶材选择氧化硅或氧化铌或氧化钛靶，溅射制备减反射涂层，厚度为20-50nm；
(2)将硅酸乙酯及其辅料，溶解到水中，以酸为催化剂，搅拌1个小时，形成镀膜液；采用溶胶-凝胶的方法将镀膜液均匀涂覆到玻璃的另一侧，自然风干；
(3)然后将玻璃放进磁控溅射设备中，在温度为200度，真空度为10-2pa的环境中固化1小时，即得到增透涂层，同时在玻璃基片表面形成一定织构的绒面结构；
(4)采用直流磁控溅射工艺直接在绒面结构的玻璃表面上镀厚度为600-700纳米的AZO薄膜，得到与玻璃基片表面绒面结构一致的绒面AZO透明导电膜。
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