CN108409154A - 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法 - Google Patents

一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108409154A
CN108409154A CN201810238130.7A CN201810238130A CN108409154A CN 108409154 A CN108409154 A CN 108409154A CN 201810238130 A CN201810238130 A CN 201810238130A CN 108409154 A CN108409154 A CN 108409154A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fto
laminated films
micro
graphite alkene
added
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810238130.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108409154B (zh
Inventor
赵洪力
王丽
郁建元
王立坤
付晨
牛孝友
邱茹蒙
晏伟静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongtai China Glass Special Glass Co ltd
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN201810238130.7A priority Critical patent/CN108409154B/zh
Publication of CN108409154A publication Critical patent/CN108409154A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108409154B publication Critical patent/CN108409154B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/008—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
    • C03C17/009—Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C03C2217/476—Tin oxide or doped tin oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/73—Anti-reflective coatings with specific characteristics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/112—Deposition methods from solutions or suspensions by spraying

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

一种具有微纳团簇表面形貌的FTO‑G复合薄膜的制备方法，其主要是将石墨烯原料进行酸化处理后用聚乙烯吡咯烷酮进行表面修饰，按摩尔比为1：0.266‑0.477：0.766‑1.565：37.87：14.15的比例，将有机锡、盐酸、氟化铵、水和甲醇混合成FTO前驱液，再将得到的聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加到FTO前驱液中，充分超声1h后磁力搅拌24‑48h使之充分混合均匀；将FTO‑G复合前驱液通过自制装置和喷瓶喷雾的喷雾热解法沉积到470～530℃的玻璃基板上，自然冷却后制得FTO‑G复合薄膜。本发明方法简单、成本低，有益于形成微纳SnO2颗粒团簇表面形貌，提高薄膜雾度，增强FTO薄膜的光散射能力，用于太阳能电池前电极有利于提高其光电转换效率。

Description

一种具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种复合薄膜的制备方法。
背景技术
FTO薄膜即掺F的SnO2基透明导电薄膜具有良好的光电性能、抗氧化能力、耐久性和耐高温以及硬度大、成本低、与基体结合牢固等特点，其电阻率可达1×10-4Ω·cm数量级，可见光区透射率能达到80％以上，是最重要的透明导电氧化物薄膜之一，被广泛应用在平板显示器件、太阳电池等方面，节能门窗等领域。
目前，大多数薄膜太阳能电池的前电极材料采用透明导电FTO薄膜，人们期望它除了较低的电阻、高的透过率之外，还要具有好的光散射能力，也就是较高的薄膜雾度。较高雾度的前电极薄膜可以使光在电池中的光程延长，有利于提高电池的光电转换效率。换句话说，为了提高太阳能电池的光电转换效率，提高光散射技术是必要的。通常情况下，可以通过增加前电极薄膜的粗糙度来提高相应薄膜的光散射能力，日本旭硝子公司生产的用于薄膜电池前电极的高雾度(或称绒面)TCO玻璃(商品化的asahi U型)就是在玻璃上沉积FTO薄膜，通过控制条件，使表面形成金字塔型的织构化的表面，其雾度值在10％左右。有资料表明，雾度在40％以内，光电转换效率都是提高的。但是，随着表面粗糙度的增加，膜厚在增大，颗粒尺寸也在增加，同样薄膜缺陷也会增多，进而会影响到薄膜的光学和电学性能。因此，单纯增加表面粗糙度的方法有一定的限度。J.Krc等人(参见J.Krc,B.Lipovsek,etal.Potential of thin-film silicon solar cells by using high haze TCOsuperstrates,Thin Solid Films,2010,518:3054-3058)研究表明，拥有W形织构表面(双纹理)的薄膜比普通U形金字塔颗粒形貌的薄膜雾度要高得多，而这种W形织构表面的TCO薄膜可以获得和金字塔型表面织构相似的透过率，显著增强了薄膜的光散射能力，提高了电池的光电转换效率。这种特殊的表面形貌是由微米尺度的凸起和纳米尺度的晶粒共同组成的，但如何直接制备这种具有特殊形貌的FTO薄膜未见报道。
M.T.Tajabadi等(参见M.T.Tajabadi,M.Sookhakian,et al.Electrodepositionof flower-like platinum on electrophoretically grown nitrogen-doped grapheneas a highly sensitive electrochemical non-enzymatic biosensor for hydrogenperoxide detection,Applied Surface Science,2016,386:418-426)利用逐层电泳和电化学连续沉积方法在ITO玻璃表面沉积了负载Pt纳米花的N掺杂石墨烯电极材料，其研究表明Pt纳米花是依附在石墨烯褶皱处生长的，且分布比较均匀，纳米花直径250-300nm。石墨烯大的表面积和丰富的缺陷使得颗粒容易附着，有很多研究将SnO2粉体与石墨烯复合用于研究其锂电或电化学性能，也有将SnO2薄膜与石墨烯复合制备很厚的气敏膜，这些都因为复合石墨烯而得到了性能的提升。FTO薄膜由于其自身在沉积过程中就可以形成金字塔型的表面织构，容易获得粗糙表面和高雾度。但是常规镀膜方法(比如喷雾热解法、溶胶凝胶法、常压化学气相沉积法等)无法在FTO薄膜生长过程中形成特殊的W形织构。或许石墨烯和FTO薄膜复合到一起会改善FTO薄膜的形貌和光电性能。
有相关研究表明，高雾度织构表面可以通过在粗糙的基底上镀膜获得。Li-WeiChou等人(参见Li-Wei Chou,Yang-Yi Lin,Albert T.Wu.High surface texturedSnO2hybrid thin films fabricated using the nozzle-spraying process for solarcell applications,Applied Surface Science,2013,277:30-34)曾在经刻蚀改善亲水性的玻璃基底上先喷涂SnO2颗粒的水分散液，然后450℃喷涂SnCl4前驱液可获得高雾度的花状双织构表面形貌，但是SnO2颗粒随机分布以及SnO2颗粒添加浓度增大后，薄膜的孔洞数目增加，致密度降低，其光电性能恶化。Aswin Hongsingthong等[参见Aswin Hongsingthong,Taweewat Krajangsang,et al.Development of textured ZnO-coated low-cost glasssubstrate with very high haze ratio for silicon-based thin film solar cells,Thin Solid Film,2013,537:291-295]在经反应离子刻蚀和四氟化碳修饰过的钠钙玻璃上利用金属有机气相沉积法制备了ZnO薄膜，虽然随着玻璃刻蚀压力增加后，ZnO薄膜表面形貌由金字塔单纹理转变为菜花状双纹理，提高了薄膜的雾度，然而其实验也表明玻璃处理条件和气体压力是关键参数，需要严格控制。尽管在粗糙基底上可以获得特殊织构表面的TCO薄膜，但是，基底往往需要刻蚀处理，刻蚀工艺、条件、设备都需要摸索，成本还高，所以寻找一种在生长过程中直接生成可控特殊W形织构的方法有利于环境保护和节约能源，提高FTO薄膜的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法简单、成本低、有益于形成微纳SnO2颗粒团簇表面形貌、增强FTO薄膜的光散射能力的具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法。
本发明的制备方法如下：
(1)石墨烯原料为4～6层，片层面积5-10μm，将石墨烯原料超声分散于体积比为3:1的浓硝酸和浓硫酸的混合酸中，经过去离子水稀释、离心、抽滤后60℃烘干，得到酸化石墨烯；按酸化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为20:3-6的比例，将酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合，并按每10mg酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合物加入0.042-0.154ml乙醇的比例，将浓度为99.7％的乙醇滴加到酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合物中，并在玛瑙研钵中充分研磨使之混合均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
所述石墨烯进行酸化后以聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂对酸化石墨烯进行表面修饰，聚乙烯吡咯烷酮的K值为17；
(2)按有机锡:氟化铵:盐酸:甲醇:水的摩尔比为1：0.266-0.477：0.766-1.565：37.87：14.15的比例，将有机锡、盐酸、氟化铵、水和甲醇混合成FTO前驱液，磁力搅拌4-6h使之混合均匀；
所述有机锡为单丁基三氯化锡，氟化铵或为其它氟源，甲醇或为异丙醇或为乙醇；
(3)按每10mL FTO前驱液加入0.13-10.8mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯的比例，将步骤(1)得到的聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加到上述步骤(2)的FTO前驱液中，充分超声1h后磁力搅拌24-48h使之充分混合均匀；
(4)将步骤(3)中的FTO-G复合前驱液添加到雾化杯中，打开空气压缩机的开关，使压缩空气高速(15-17m3/h)通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的高温玻璃基板上；或添加到喷雾用的喷瓶中，按压喷头使前驱液雾化沉积到玻璃基板上；基板表面温度为470～530℃，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、方法简单、成本低。
2、采用喷雾热解法在加热的玻璃基板上沉积FTO-G复合前驱液时，石墨烯受热卷曲，褶皱数目增加，有益于形成微纳SnO2颗粒团簇表面形貌，提高薄膜雾度，增强FTO薄膜的光散射能力。
3、制得的FTO-G复合薄膜在金字塔型织构表面又具有特殊的微纳团簇表面形貌，可获得较高的光散射能力，如果应用于薄膜太阳能电池做前电极使用，理论上可以提高电池的光电转换效率。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的FTO-G复合薄膜与未加入石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮薄膜样品以及未加入石墨烯的样品的SEM图，图中从左到右依次为FTO薄膜、FTO-聚乙烯吡咯烷酮薄膜、FTO-G复合薄膜。
图2是本发明实施例1制得的FTO-G复合薄膜与未加入石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮薄膜样品以及未加入石墨烯的样品的XRD图。
图3是本发明实施例1制得的FTO-G复合薄膜与未加入石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮薄膜样品以及未加入石墨烯的样品的光电性能曲线图。
图4是本发明实施例1、2、3不同温度制得的FTO-G复合薄膜的雾度曲线图。
图5是本发明实施例3制得的FTO-G复合薄膜的微纳团簇表面形貌图。
图6是本发明实施例1制得的FTO-G复合薄膜的微纳团簇表面形貌图。
图7是本发明实施例2制得的FTO-G复合薄膜的微纳团簇表面形貌图。
图8是本发明所用的装置示意简图。
图9是本发明实施例4制得的FTO-G复合薄膜的微纳团簇表面形貌图。
图10是本发明实施例5制得的FTO-G复合薄膜的微纳团簇表面形貌图
图中：1-铜板加热台、2-玻璃基板、3-雾化杯、4-气阀开关、5-压力表、6-空气泵。
具体实施方式
实施例1
将4～6层，片层面积5-10μm的石墨烯原料超声分散于硝酸:硫酸体积比为3:1的溶液中，经过去离子水稀释、离心、抽滤等循环步骤后清洗直到石墨烯水溶液PH≈7，60℃下烘干得到酸化石墨烯；将60mg酸化石墨烯与12mg K值为17的聚乙烯吡咯烷酮在玛瑙研钵中滴加0.3ml浓度为99.7％的乙醇研磨均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
称取单丁基三氯化锡26.5g超声分散于12ml HCl中，然后在磁力搅拌过程中倒入144ml甲醇，半个小时后，慢慢滴加氟化铵水溶液，其中，氟化铵1.11g，水24ml，继续磁力搅拌4个小时，得到FTO前驱液；将36mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加入到100ml FTO前驱液中，进行超声1h，随后继续磁力搅拌24h；取3ml聚乙烯吡咯烷酮超声1h溶解于FTO前驱液中，继续磁力搅拌24h；如图8所示，分别将FTO、FTO-G、FTO-聚乙烯吡咯烷酮复合前驱液取10ml添加到雾化杯3中，打开空气泵6的开关使腔体内充满压缩空气，压力表5显示6-8bar后打开空气压缩机的气阀开关4，使压缩空气高速(15m3/h)通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的表面温度为500℃的钠钙硅玻璃基板2上，玻璃基板通过铜板加热台1加热，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO、FTO-G、FTO-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜。
如图1所示，可以看出微纳团簇表面结构是由于石墨烯的添加形成的，排除了聚乙烯吡咯烷酮的干扰。
如图2所示，可以看出由于石墨烯的主峰和SnO2(110)面的衍射峰在26.5°左右重合，无法区分出石墨烯，另外表明石墨烯的添加不会影响SnO2的晶相，对比样品SnO2均为金红石相。
如图3所示，结果显示FTO-G薄膜相比FTO薄膜具有较高的雾度、透过率和较低的方阻，说明石墨烯的添加改善了FTO薄膜的光电性能。
如图4所示，500℃下FTO-G复合薄膜的雾度值为7.39％，是所制备FTO薄膜的1.32倍，同样条件下雾度的增大说明石墨烯的添加提高了FTO薄膜的光散射能力。
如图6所示，FTO-G复合薄膜表面具有花状的团簇微纳结构，该结构明显突出于薄膜表面，由350nm左右的紧密堆积的SnO2颗粒组成，且大于团簇结构周围的SnO2颗粒平均尺寸(300nm)，说明石墨烯的添加促进了SnO2颗粒的长大且使SnO2颗粒沿着石墨烯的形态生长，形成了边缘类似花瓣的SnO2颗粒。
实施例2
将4～6层，片层面积5-10μm的石墨烯原料超声分散于硝酸:硫酸体积比为3:1的溶液中，经过去离子水稀释、离心、抽滤等循环步骤后清洗直到石墨烯水溶液PH≈7，60℃下烘干得到酸化石墨烯；将90mg酸化石墨烯与15mg K值为17的聚乙烯吡咯烷酮在玛瑙研钵中滴加0.5ml乙醇研磨均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
称取单丁基三氯化锡26.5g超声分散于12ml HCl中，然后在磁力搅拌过程中倒入144ml甲醇，半个小时后，慢慢滴加氟化铵水溶液，其中，氟化铵1.11g，水24ml，继续磁力搅拌4个小时，得到FTO前驱液；将21mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加入到40ml FTO前驱液中，进行超声1h，随后继续磁力搅拌24h；将FTO-G复合前驱液取10ml添加到雾化杯中，打开空气泵的开关使腔体内充满压缩空气，压力表显示6-8bar后打开空气压缩机的开关，使压缩空气高速(16m3/h)通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的表面温度为530℃的钠钙硅玻璃基板上，玻璃基板通过铜板加热台加热，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
如图4所示，530℃下FTO-G复合薄膜的雾度值为28.03％，是FTO薄膜的2.32倍，说明石墨烯的添加提高了FTO薄膜的光散射能力。
如图7所示，微纳团簇结构凸起于薄膜表面，直径大小约3μm，组成团簇结构的SnO2颗粒大小约为500-700nm，且明显大于团簇周围的SnO2颗粒尺寸，说明石墨烯的添加促进了SnO2颗粒的长大。
实施例3
将4～6层，片层面积5-10μm的石墨烯原料超声分散于硝酸:硫酸体积比为3:1的溶液中，经过去离子水稀释、离心、抽滤等循环步骤后清洗直到石墨烯水溶液PH≈7，60℃下烘干得到酸化石墨烯；将40mg酸化石墨烯与6mg K值为17的聚乙烯吡咯烷酮在玛瑙研钵中滴加0.3ml乙醇研磨均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
称取单丁基三氯化锡12.3g超声分散于6ml HCl中，然后在磁力搅拌过程中倒入72ml甲醇，半个小时后，慢慢滴加氟化铵水溶液，其中，氟化铵0.56g，水12ml，继续磁力搅拌4个小时，得到FTO前驱液；将23mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加入到100ml FTO前驱液中，进行超声1h，随后继续磁力搅拌24h；将FTO-G复合前驱液10ml添加到雾化杯中，打开空气泵的开关使之腔体内充满压缩空气，压力表显示6-8bar后打开空气压缩机的开关，使压缩空气高速(15-17m3/h)通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的表面温度为470℃的钠钙硅玻璃基板上，玻璃基板通过铜板加热台加热，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
如图4所示，470℃下FTO-G复合薄膜的雾度值为6.85％，是FTO薄膜1.51倍，说明石墨烯的添加提高了FTO薄膜的光散射能力。
如图5所示，微纳团簇结构同样凸起于薄膜表面，直径大小约5μm，组成团簇结构的SnO2颗粒大小约为150nm，且明显大于团簇周围的SnO2颗粒尺寸，说明石墨烯的添加有利于增大SnO2颗粒尺寸。
实施例4
将4～6层，片层面积5-10μm的石墨烯原料超声分散于硝酸:硫酸体积比为3:1的溶液中，经过去离子水稀释、离心、抽滤等循环步骤后清洗直到石墨烯水溶液PH≈7，60℃下烘干得到酸化石墨烯；将40mg酸化石墨烯与12mg K值为17的聚乙烯吡咯烷酮在玛瑙研钵中滴加0.8ml乙醇研磨均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
称取单丁基三氯化锡12.3g超声分散于3ml HCl中，然后在磁力搅拌过程中倒入72ml甲醇，半个小时后，慢慢滴加氟化铵水溶液，其中，氟化铵0.47g，水12ml，继续磁力搅拌4个小时，得到FTO前驱液；将1.3mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加入到100ml FTO前驱液中，进行超声1h，随后继续磁力搅拌36h；将FTO-G复合前驱液6ml添加到雾化杯中，打开空气泵的开关使之腔体内充满压缩空气，压力表显示6-8bar后打开空气压缩机的开关，使压缩空气高速(17m3/h)通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的表面温度为500℃的钠钙硅玻璃基板上，玻璃基板通过铜板加热台加热，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
如图9所示，微纳团簇结构同样凸起于薄膜表面，直径大小约4μm，组成团簇结构的SnO2颗粒大小约为300-500nm。
实施例5
将4～6层，片层面积5-10μm的石墨烯原料超声分散于硝酸:硫酸体积比为3:1的溶液中，经过去离子水稀释、离心、抽滤等循环步骤后清洗直到石墨烯水溶液PH≈7，60℃下烘干得到酸化石墨烯；将30mg酸化石墨烯与8mg K值为17的聚乙烯吡咯烷酮在玛瑙研钵中滴加0.3ml乙醇研磨均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
称取单丁基三氯化锡12.3g超声分散于5ml HCl中，然后在磁力搅拌过程中倒入72ml甲醇，半个小时后，慢慢滴加氟化铵水溶液，其中，氟化铵0.84g，水12ml，继续磁力搅拌4个小时，得到FTO前驱液；将32.4mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加入到30ml FTO前驱液中，进行超声1h，随后继续磁力搅拌48h；将FTO-G复合前驱液10ml添加到喷瓶中，按压喷头使前驱液雾化，然后沉积到表面温度为470℃的钠钙硅玻璃基板上，玻璃基板通过铜板加热台加热，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
如图10所示，微纳团簇结构同样凸起于薄膜表面，直径大小约4.7μm，组成团簇结构的SnO2颗粒大小稍大于团簇周围的SnO2颗粒尺寸，说明石墨烯的添加有利于增大SnO2颗粒尺寸。

Claims (4)

1.一种具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法，其特征在于：它包含以下步骤：
(1)将石墨烯原料超声分散于体积比为3:1的浓硝酸和浓硫酸的混合酸中，经过去离子水稀释、离心、抽滤后60℃烘干，得到酸化石墨烯；按酸化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为20:3-6的比例，将酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合，并按每10mg酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合物加入0.042-0.154ml乙醇的比例，将浓度为99.7％的乙醇滴加到酸化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮混合物中，并在玛瑙研钵中充分研磨使之混合均匀，得到聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯；
(2)按有机锡:氟化铵:盐酸:甲醇:水的摩尔比为1：0.266-0.477：0.766-1.565：37.87：14.15的比例，将有机锡、盐酸、氟化铵、水和甲醇混合成FTO前驱液，磁力搅拌4-6h使之混合均匀；
(3)按每10mL FTO前驱液加入0.13-10.8mg聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯的比例，将步骤(1)得到的聚乙烯吡咯烷酮修饰的酸化石墨烯加到上述步骤(2)的FTO前驱液中，充分超声1h后磁力搅拌24-48h使之充分混合均匀；
(4)将步骤(3)中的FTO-G复合前驱液添加到雾化杯中，打开空气压缩机的开关，使压缩空气高速通过雾化杯的进气口并将前驱液雾化，然后高速流动的空气携带着雾化后的前驱液沿着玻璃管道最后冲击到管道出口下的高温玻璃基板上；或添加到喷雾用的喷瓶中，按压喷头使前驱液雾化沉积到玻璃基板上；基板表面温度为470～530℃，最后在玻璃表面沉积，自然冷却后就得到了FTO-G复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述原料石墨烯为4～6层，片层面积5-10μm。
3.根据权利要求1所述的具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮的K值为17。
4.根据权利要求1所述的具有微纳团簇表面形貌的FTO-G复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述有机锡为单丁基三氯化锡，氟化铵或为其它氟源，甲醇或为异丙醇或为乙醇。
CN201810238130.7A 2018-03-22 2018-03-22 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法 Active CN108409154B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810238130.7A CN108409154B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810238130.7A CN108409154B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108409154A true CN108409154A (zh) 2018-08-17
CN108409154B CN108409154B (zh) 2020-11-06

Family

ID=63133257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810238130.7A Active CN108409154B (zh) 2018-03-22 2018-03-22 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108409154B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676061A (zh) * 2019-11-07 2020-01-10 北京享云智汇科技有限公司 一种批量智能生产染料敏化电池的工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011160031A2 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 University Of Florida Research Foundation, Inc. Thin film photovoltaic devices with microlens arrays
WO2013040452A2 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Macro-structured high surface area transparent conductive oxide electrodes
CN103936059A (zh) * 2014-03-20 2014-07-23 扬州明晟新能源科技有限公司 一种氧化锡薄膜的制备方法
CN106517812A (zh) * 2016-11-04 2017-03-22 燕山大学 绒面透明导电的FTO/Gr‑CNTs复合薄膜及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011160031A2 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 University Of Florida Research Foundation, Inc. Thin film photovoltaic devices with microlens arrays
WO2013040452A2 (en) * 2011-09-15 2013-03-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Macro-structured high surface area transparent conductive oxide electrodes
CN103936059A (zh) * 2014-03-20 2014-07-23 扬州明晟新能源科技有限公司 一种氧化锡薄膜的制备方法
CN106517812A (zh) * 2016-11-04 2017-03-22 燕山大学 绒面透明导电的FTO/Gr‑CNTs复合薄膜及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676061A (zh) * 2019-11-07 2020-01-10 北京享云智汇科技有限公司 一种批量智能生产染料敏化电池的工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN108409154B (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102254961B (zh) 一种太阳能电池专用绒面导电玻璃及其制备方法与应用
CN105895807B (zh) 一种掺杂TiO2薄膜的制备方法
CN105349970B (zh) 一种性能优异的电子薄膜制备方法
CN102584024A (zh) 一种高效增透减反玻璃的制备方法
CN104916785A (zh) 一种CH3NH3PbI3薄膜太阳能电池制备方法
CN106159095A (zh) 一种钙钛矿太阳能电池的制备方法及钙钛矿太阳能电池
CN106711240A (zh) 一种半透明太阳能电池的制备方法
CN100546050C (zh) 硅基薄膜太阳电池用窗口材料及其制备方法
CN112921302A (zh) 光伏电池双向进气钝化沉积装置
CN108409154A (zh) 一种具有微纳团簇表面形貌的fto-g复合薄膜的制备方法
CN101407648A (zh) 一种超疏水透明二氧化硅薄膜的制备方法
CN101660131B (zh) 一种磁控溅射制备氢化硅薄膜的方法
CN102254799B (zh) 一种太阳能电池azo减反射膜制备方法
CN101962269B (zh) 超疏水抗反射氧化锌纳米针阵列的制备方法
CN101792270B (zh) 一种透明导电膜玻璃及其制造方法
CN106711288B (zh) 一种纳米晶硅薄膜太阳能电池的制备方法
CN106517812B (zh) 绒面透明导电的FTO/Gr-CNTs复合薄膜及其制备方法
CN101159296B (zh) 改善单室沉积本征微晶硅薄膜质量的方法
CN103203912B (zh) 一种新型azo镀膜玻璃及其制备工艺
CN206098456U (zh) 一种钙钛矿太阳能电池
CN101710568B (zh) 用醋酸镍溶液诱导晶化非晶硅薄膜的方法
CN101488537A (zh) 一种硅基异质结薄膜太阳能电池的制作方法
CN106784327B (zh) 一种纳米粒子增强的有机薄膜太阳能电池及其制备方法
CN103204633B (zh) 一种具有多种刻蚀模式的刻蚀系统
CN102891216B (zh) 一种双结构绒面ZnO基透明导电薄膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230908

Address after: 224299 Weijiu Road, Dongtai Economic Development Zone, Yancheng City, Jiangsu Province

Patentee after: DONGTAI CHINA GLASS SPECIAL GLASS CO.,LTD.

Address before: 066004 No. 438 west section of Hebei Avenue, seaport District, Hebei, Qinhuangdao

Patentee before: Yanshan University

TR01 Transfer of patent right