CN109912196A - 一种超薄导电玻璃的制备方法 - Google Patents
一种超薄导电玻璃的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109912196A CN109912196A CN201811231918.1A CN201811231918A CN109912196A CN 109912196 A CN109912196 A CN 109912196A CN 201811231918 A CN201811231918 A CN 201811231918A CN 109912196 A CN109912196 A CN 109912196A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- borate
- conductive
- conductive glass
- substrate
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
一种超薄导电玻璃的制备方法，适用于太阳能光电材料技术领域。所述导电玻璃的制备步骤包括①制作基板，按照硼酸盐与敏化剂的比值为100～265：1的摩尔比均匀混合，形成无气泡的玻璃液，经冷却硬化退火得透明基板；②导电薄膜的喷涂，将制备所得二氧化钛纳米颗粒均匀涂于步骤①所述基板表面，得所述导电玻璃。本发明方法制得的导电玻璃价格低廉，重量适中，利于太阳能电池的运输及安装；透光率高，导电能力强，耐电解液的腐蚀，工艺流程简单，适合工业批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光电材料技术领域，具体涉及一种超薄导电玻璃的制备方法。
背景技术
染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳能电池。染料敏化太阳能电池是模拟自然界中植物利用太阳能进行光合作用，将太阳能转化为电能。其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。自从1991年瑞士洛桑高工M.Gratzel教授领导的研究小组在该技术上取得突破以来，欧、美、日等发达国家投入大量资金研发。主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物(TiO2、SnO2、ZnO等)，聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为染料敏化太阳电池(简称DSC)的负极。对电极作为还原催化剂，通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂。敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。正负极间填充的是含有氧化还原电对的电解质。
导电玻璃，是一种电阻小、能导电的玻璃。传统的导电玻璃分为体积导电玻璃和表面导电层玻璃两种。体积导电玻璃的成分中含有碱性氧化物、氧化硅、钛的氧化物。表面导电层玻璃是在透明的玻璃表面上蒸镀一层金属薄膜或在加热的玻璃表面上喷涂金属氧化物导电薄膜(如锡、铟等)等制成。
导电玻璃具有较高的机械强度和防腐性能。可用作飞机的风挡玻璃，在等离子显示、硅太阳电池、调谐指示管等器件中可作玻璃电极，在金属电解槽、电热设备等方面而有广泛的用途。
在太阳电池中由于光阳极和对电极均采用了透明导电玻璃为基底，而导电玻璃相对造价昂贵，据文献报道仅玻璃衬底就约占40％的生产成本。两块基底玻璃将增加单位功率电池组件的重量，不利于电池的运输及安装。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种超薄导电玻璃具体应用于太阳能光电材料技术领域。具体技术方案如下：
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照硼酸盐与敏化剂的比值为100～265：1的摩尔比均匀混合，所述硼酸盐为偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐，所述敏化剂为AgCl、AgBr、CuO；将混合均匀的上述原料经过800～1200℃溶制，形成无气泡的玻璃液，经冷却硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比0.5～2.5：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌10～30min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150～180℃反应0.5～2h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
优选地，所述玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照硼酸盐与敏化剂的比值为100～265：1的摩尔比均匀混合，所述硼酸盐为偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐，所述敏化剂为AgCl、AgBr、CuO；将混合均匀的上述原料经过1000～1200℃溶制，形成无气泡的玻璃液，经冷却硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比1～2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌10～30min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150～180℃反应1～2h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
优选地，所述基板厚度为0.05～0.5mm，所述导电薄膜为厚度100～500nm的二氧化钛薄膜，所述导电玻璃电阻平均值为12～20Ω。
优选地，所述溶制过程在坩埚窑或池窑或电熔窑中进行。
优选地，所述溶制过程以60～80℃/min的速度升温至800～1200℃，保温0.5h～2h，停止加热后随窑冷却。
本发明的有益效果为：
根据本发明方法制备的导电玻璃价格低廉，传统导电玻璃相对造价昂贵，本发明所述玻璃相比于传统导电玻璃节省20％的生产成本；重量适中，利于太阳能电池的运输及安装；透光率高，导电能力强，耐电解液的腐蚀，主要适用于染料敏化太阳电池，工艺流程简单，适合工业批量生产。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述导电玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照偏硼酸盐掺杂AgCl，所述硼酸盐与敏化剂的摩尔比为200：1均匀混合，将混合均匀的上述原料置于坩埚窑中，以60℃/min的速度升温至800℃，保温1h，停止加热后随窑冷却至室温，形成无气泡的玻璃液，经硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌20min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150℃反应0.5h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
所得基板厚度为0.05mm，所得导电薄膜为厚度120nm的二氧化钛薄膜，所得电阻平均值为12Ω。
实施例2
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述导电玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照偏硼酸盐掺杂AgBr，所述硼酸盐与敏化剂的摩尔比为150：1，均匀混合，将混合均匀的上述原料置于坩埚窑中，80℃/min的速度升温至900℃，保温2h，停止加热后随窑冷却至室温，形成无气泡的玻璃液，经硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌20min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150℃反应0.5h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
所得基板厚度为0.1mm，所得导电薄膜为厚度100nm的二氧化钛薄膜，所得电阻平均值为15Ω。
实施例3
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述导电玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照偏硼酸盐掺杂CuO，所述硼酸盐与敏化剂的摩尔比为100：1，
将混合均匀的上述原料置于坩埚窑中，80℃/min的速度升温至900℃，保温2h，停止加热后随窑冷却至室温，形成无气泡的玻璃液，经硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌20min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150℃反应0.5h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
所得基板厚度为0.3mm，所得导电薄膜为厚度200nm的二氧化钛薄膜。所得导电玻璃电阻平均值为18Ω。
实施例4
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述导电玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照偏硼酸盐掺杂CuO，所述硼酸盐与敏化剂的摩尔比为120：1，将混合均匀的上述原料置于坩埚窑中，80℃/min的速度升温至900℃，保温2h，停止加热后随窑冷却至室温，形成无气泡的玻璃液，经硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌20min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150℃反应0.5h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
所得基板厚度为0.05mm，所得导电薄膜为厚度100nm的二氧化钛薄膜。其电阻平均值为18Ω。
实施例5
一种超薄导电玻璃的制备方法，所述导电玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照偏硼酸盐掺杂AgBr，所述硼酸盐与敏化剂的摩尔比为200：1，将混合均匀的上述原料置于坩埚窑中，80℃/min的速度升温至900℃，保温2h，停止加热后随窑冷却至室温，形成无气泡的玻璃液，经硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌20min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150℃反应0.5h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
所得基板厚度为0.5mm，所得导电薄膜为厚度400nm的二氧化钛薄膜。其电阻平均值为13Ω。
Claims (5)
1.一种超薄导电玻璃的制备方法，其特征在于，所述玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照硼酸盐与敏化剂的比值为100～265：1的摩尔比均匀混合，所述硼酸盐为偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐，所述敏化剂为AgCl、AgBr、CuO；将混合均匀的上述原料经过800～1200℃溶制，形成无气泡的玻璃液，经冷却硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比0.5～2.5：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌10～30min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150～180℃反应0.5～2h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述玻璃的制备步骤如下：
①制作基板，按照硼酸盐与敏化剂的比值为100～265：1的摩尔比均匀混合，所述硼酸盐为偏硼酸盐、原硼酸盐、和多硼酸盐，所述敏化剂为AgCl、AgBr、CuO；将混合均匀的上述原料经过1000～1200℃溶制，形成无气泡的玻璃液，经冷却硬化退火得透明基板；
②导电薄膜的喷涂，将二氧化钛和分散剂按摩尔比1～2：1溶于去离子水中，二氧化钛与去离子水的比例为1:50mol/L，磁力搅拌10～30min，得到混合溶液；将混合溶液置于反应釜中，在真空式干燥箱中150～180℃反应1～2h，经洗涤、干燥、热处理后得二氧化钛纳米颗粒，将所述二氧化钛纳米颗粒采用磁控溅射法均匀涂于步骤①所述基板表面，经干燥处理得所述导电玻璃。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基板厚度为0.05～0.5mm，所述导电薄膜为厚度100～500nm的二氧化钛薄膜，所述导电玻璃电阻平均值为12～20Ω。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述溶制过程在坩埚窑或池窑或电熔窑中进行。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述溶制过程以60～80℃/min的速度升温至800～1200℃，保温0.5h～2h，停止加热后随窑冷却。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811231918.1A CN109912196A (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 一种超薄导电玻璃的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811231918.1A CN109912196A (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 一种超薄导电玻璃的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109912196A true CN109912196A (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=66959545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811231918.1A Pending CN109912196A (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 一种超薄导电玻璃的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109912196A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007090707A2 (de) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Thermisches spritzverfahren mit kolloidaler suspension |
| CN101058483A (zh) * | 2007-04-06 | 2007-10-24 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种制备纳米多孔氧化钛厚膜的方法 |
| CN101314523A (zh) * | 2007-05-28 | 2008-12-03 | 比亚迪股份有限公司 | 一种二氧化钛薄膜及其制备方法 |
| CN101515504A (zh) * | 2009-04-07 | 2009-08-26 | 东南大学 | 染料敏化太阳能电池的导电玻璃 |
| CN102674706A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-19 | 天津大学 | 在导电玻璃上制备二氧化钛纳米多级结构薄膜的方法 |
| CN103102791A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-05-15 | 杭州电子科技大学 | 一种纳米二氧化钛自洁净透明涂层的制备方法 |
| CN103377753A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 | 用于导电糊组合物的无机反应体系 |
-
2018
- 2018-10-22 CN CN201811231918.1A patent/CN109912196A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007090707A2 (de) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Thermisches spritzverfahren mit kolloidaler suspension |
| CN101058483A (zh) * | 2007-04-06 | 2007-10-24 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种制备纳米多孔氧化钛厚膜的方法 |
| CN101314523A (zh) * | 2007-05-28 | 2008-12-03 | 比亚迪股份有限公司 | 一种二氧化钛薄膜及其制备方法 |
| CN101515504A (zh) * | 2009-04-07 | 2009-08-26 | 东南大学 | 染料敏化太阳能电池的导电玻璃 |
| CN103377753A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 | 用于导电糊组合物的无机反应体系 |
| CN102674706A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-19 | 天津大学 | 在导电玻璃上制备二氧化钛纳米多级结构薄膜的方法 |
| CN103102791A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-05-15 | 杭州电子科技大学 | 一种纳米二氧化钛自洁净透明涂层的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101702377B (zh) | 一种氧化锌/二氧化钛杂化电极及其制备方法 | |
| CN109103338B (zh) | 一种大面积钙钛矿薄膜及其电池组件的制备方法 | |
| WO2018028244A1 (zh) | 一种透明导电薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN104711528A (zh) | 一种片状三氧化钨光电极及其制备方法 | |
| CN105552236A (zh) | 一种钙钛矿太阳电池及其制备方法 | |
| CN103325859B (zh) | 一种ito薄膜的制备方法 | |
| CN103746077A (zh) | 一种有机无机复合的太阳能电池及其制备方法 | |
| CN109786493A (zh) | 一种高附着力陶瓷及玻璃反射涂层浆料及其制备方法和应用 | |
| CN102222574A (zh) | 一种太阳能电池的Ag改性TiO2薄膜电极及制备方法 | |
| You et al. | Reactive Ion etching activating TiO2 substrate for planar heterojunction Sb2S3 solar cells with 6.06% efficiency | |
| CN107217232A (zh) | 一种提高氧化锌透明导电薄膜化学稳定性的方法 | |
| CN101950678A (zh) | 一种染料敏化太阳能电池Ag改性ZnO薄膜电极及其制备方法 | |
| CN102222575B (zh) | 染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法 | |
| CN101712450B (zh) | 一种液相脉冲激光诱导制备纳米晶二氧化钛薄膜的方法 | |
| CN101734866A (zh) | 一种纳米三氧化钨薄膜的制备方法 | |
| CN104810478A (zh) | 一种锡钙钛矿结构的太阳能电池以及制作方法 | |
| CN102234814B (zh) | 一种大孔电极及其制备方法 | |
| CN109912196A (zh) | 一种超薄导电玻璃的制备方法 | |
| CN108390070B (zh) | 锡锑氧化物阳极材料涂层及其制备方法、液流电池钛基锡锑氧化物电极 | |
| CN103400893A (zh) | 一种制备铜锌锡硫光电薄膜的方法 | |
| CN111540807A (zh) | 一种具有高开路电压的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
| CN101447342B (zh) | 具有电子复合抑制结构层的染料敏化纳米薄膜太阳电池及制备 | |
| CN108281551B (zh) | 基于光子晶体异质结的反式三维钙钛矿太阳能电池的制备方法 | |
| CN109378387A (zh) | 一种基于PLD生长无机CuGaO2透明薄膜的半透明电池 | |
| CN105154841B (zh) | 铋掺杂氧化锡薄膜的制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190621 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |