CN1546407A - F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜 - Google Patents

F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜 Download PDF

Info

Publication number
CN1546407A
CN1546407A CNA2003101110674A CN200310111067A CN1546407A CN 1546407 A CN1546407 A CN 1546407A CN A2003101110674 A CNA2003101110674 A CN A2003101110674A CN 200310111067 A CN200310111067 A CN 200310111067A CN 1546407 A CN1546407 A CN 1546407A
Authority
CN
China
Prior art keywords
codoped
glass
film
doping
insulation film
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
Application number
CNA2003101110674A
Other languages
English (en)
Inventor
智 雷
雷智
杜勇
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CNA2003101110674A priority Critical patent/CN1546407A/zh
Publication of CN1546407A publication Critical patent/CN1546407A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜，属于新型功能材料。本发明是利用F、Mn元素共掺杂效应，最终使得薄膜材料中载流子数量增加，使得薄膜对红外线反射率增加。F、Mn元素共掺杂的优点是可以避免单一元素过量掺杂，引起薄膜对可见光透过率的降低。F、Mn共掺杂可以应用于化学CVD和超声喷雾热解沉积中。

Description

F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜
一所属技术领域
本项发明所属领域为新型功能材料。
二背景技术
透明隔热薄膜是最近几年才在国内市场出现的新产品。透明隔热薄膜沉积在玻璃上，就成为低辐射玻璃，即对热的辐射减少。低辐射玻璃又称为Low-E玻璃，其特点是可见光透过率大于80％，对红外线的反射率大于80％。对380nm以下紫外线有阻挡作用，对热辐射小于0.2。透明隔热薄膜的作用原理是由于金属和部分金属氧化物(如ITO、SnO2、CdO、CdSnO4、ZnSnO4)体内有大量的、可以自由移动的载流子(如电子或空隙)。载流子的振动频率与入射的红外线频率一致，使得对入射红外线发生很强的反射。前面提到的金属氧化物通常为半导体材料，其能隙宽度为3～3.9eV，入射的紫外线激发价带电子，如激发的电子能量大于能隙宽度，这部分入射光将被吸收。反之入射光将通过金属氧化物薄膜。可用于商业的Low-E玻璃，其表面通常沉积有ITO(氧化铟锡)、SnO2:F、ZnO:Al薄膜或多层银膜。
一般金属在厚度为10nm左右时，对可见光透明，同时对入射的红外光有很强的反射作用。但是，金属薄膜机械性能很差，又有很强的金属光泽，不能用于Low-E玻璃。在10nm厚度时，只有金属银的金属光泽最少，故常选多层银薄膜来镀成Low-E玻璃。在银与玻璃之间需要加入一过渡层，银层之间要加入一层介质薄膜，不然两层银膜的厚度将超过10纳米。银层的外面还要加一层保护层，一般是Cr、Ni氧化物。目前成熟的生产方式是采用磁控溅射的方法。在大面积玻璃上生产Low-E玻璃，要求磁控溅射设备是多室、多靶。有多个真空室，使得工作环境的压力能从一个大气压力过渡到10-5帕。这样设备的投资，少则几百万、多则上亿元。巨大的设备投资带来的后果是产品的高价格，最终导致产品的销售量减少。
对于金属氧化物薄膜，其生产方法一般选择化学气相沉积(CVD)。化学CVD沉积的优点是设备投资少、沉积面积大、沉积率高、工艺控制容易。化学CVD的缺点是反应物需高温汽化，因而输运十分困难。对不同的反应物要分别加热、输运，以免相互之间发生反应。沉积薄膜的颗粒与气体混合的速度有关。速度越高，沉积薄膜中颗粒直径越小。在实际生产中，这些因素都加深了设备和工艺的难度。
超声喷雾热解沉积薄膜是在化学CVD基础上进行的改进，最主要是对反应物汽化方式的改进。用超声振荡的方法，将超声能量聚集反应物液面，使其液面张力波破粹，形成空化的雾滴。这种方法的好处是反应物雾化是在室温下进行，雾气的输运很容易；各种反应添加物可以在一种液体中同时雾化，而不会发生反应；雾滴的直径只与超声振荡频率有关，在同一频率下，雾滴的直径相同，使得沉积薄膜中的颗粒直径基本一致。
在超声喷雾热解沉积Low-E薄膜中，反应物的添加种类和比例，将决定沉积薄膜的性能和质量。本发明是对反应添加物种类和比例配方的发明，以便获得高质量、低成本的Low-E功能薄膜。
三发明内容
本发明的目的，是寻找一种新的方法和新的工艺，生产大面积、低成本的Low-E玻璃。
本发明所采用的技术手段是超声喷雾热解沉积技术。
对于通常的Low-E玻璃，其反射红外线的作用是由于材料内部有大量的载流子。产生载流子的原因是这类金属氧化物在制备过程中，晶格氧离子出现缺位，使得阳离子(如SnO2中的Sn4+)有未配对的电子，这些未配对的电子，受束缚的力量较弱，在外场作用下很容易脱离束缚，成为载流子。另一方面，对金属氧化物进行掺杂，通过掺杂原子替代部分晶格上的原子。由于化合价不一致，导致有未配对的电子，这部分未配对电子也容易受外场作用，脱离束缚，成为载流子。
为了扩大载流子数量，人们进行了大量的研究，如对SnO2材料进行了掺F、Sb等。通常进行单元素掺杂，这样便于控制掺杂成分。单元素掺杂的不足之处是都有一个掺杂极限，高于此极限，掺杂作用不明显。同时，掺杂浓度太高，将使薄膜的透过率降低。
本项发明选择Mn与F元素共掺杂，利用F离子替代部分晶格氧离子，Mn离子替代部分晶格上的Sn离子。共掺杂的作用是减少单元素的掺杂量，在获得大量载流子浓度的情况下，又不降低薄膜的透过率。
四具体实施方式
实施例1：用化学CVD方法共掺杂F、Mn沉积纳米SnO2透明隔
         热膜
将锡盐、F化物和Mn盐分别溶于水或乙醇等有机溶液中，形成反应前驱物。用加温的方法，分别将反应前驱物加温汽化，分别输运至衬底表面，使前驱物气体在衬底表面高速混合、反应，形成SnO2颗粒。颗粒在衬底表面形成薄膜。化学反应的温度在500～650℃。掺杂元素的比例，反应前驱物中F/Sn元素比例范围可以是0.01～1.5，Mn/Sn元素比例范围可以是0.01～1。优化F、Mn元素比例，可以在玻璃表面获得高质量的透明隔热薄膜，使一般玻璃成为Low-E玻璃。
实施例2：用超声喷雾热解方法共掺杂F、Mn沉积纳米SnO2透明
         隔热膜
首先将Sn盐、F化物和Mn盐溶于水或乙醇等有机溶液中，形成反应前驱液。然后用超声振荡方法，将反应前驱液变成微小的雾滴。一般商业用超声振荡频率为1.7MHz，其对应的雾滴直径在1μm左右。将雾气用过滤的高压空气、氧气和氮气等携带，喷在加热的玻璃衬底表面，玻璃加温到350～650℃。优化掺杂元素F、Mn的比例，可以在玻璃表面获得高质量的透明隔热薄膜，使一般玻璃成为Low-E玻璃。在反应前驱液中，F/Sn元素的比例可以是0.01～1.5之间调整，Mn/Sn元素的比例可以在0.01～1之间调整。

Claims (3)

1用F、Mn元素共掺杂在玻璃表面沉积纳米SnO2透明隔热薄膜，使其成为对可见光透过率大于80％，对红外线反射率大于80％的Low-E玻璃。
2如权利要求1中的F、Mn共掺杂，其反应液中，可以添加Sn盐、F化物和Mn盐。F、Mn的添加比例，可以是F/Sn：0.01～1.5，对于Mn元素的添加可以是Mn/Sn：0.01～1.5。
3对于权利要求1中的沉积方法，可以是化学CVD方法，也可以是超声喷雾热解沉积方法。
CNA2003101110674A 2003-12-02 2003-12-02 F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜 Pending CN1546407A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2003101110674A CN1546407A (zh) 2003-12-02 2003-12-02 F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2003101110674A CN1546407A (zh) 2003-12-02 2003-12-02 F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1546407A true CN1546407A (zh) 2004-11-17

Family

ID=34335906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2003101110674A Pending CN1546407A (zh) 2003-12-02 2003-12-02 F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1546407A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102950829A (zh) * 2011-08-30 2013-03-06 中国南玻集团股份有限公司 导电玻璃及其制备方法
CN105047754A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 西安理工大学 一种光伏电池用纳米复合导电薄膜的制备方法
CN106189365A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 深圳大学 改性FxMnySn(1‑x‑y)O2纳米粉体及改性水性聚氨酯乳液的制备方法
CN109862631A (zh) * 2019-04-04 2019-06-07 浙江大学 一种新型复合平板电热膜的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102950829A (zh) * 2011-08-30 2013-03-06 中国南玻集团股份有限公司 导电玻璃及其制备方法
CN102950829B (zh) * 2011-08-30 2015-07-08 中国南玻集团股份有限公司 导电玻璃及其制备方法
CN105047754A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 西安理工大学 一种光伏电池用纳米复合导电薄膜的制备方法
CN106189365A (zh) * 2016-07-15 2016-12-07 深圳大学 改性FxMnySn(1‑x‑y)O2纳米粉体及改性水性聚氨酯乳液的制备方法
CN106189365B (zh) * 2016-07-15 2018-06-22 深圳大学 改性FxMnySn(1-x-y)O2纳米粉体及改性水性聚氨酯乳液的制备方法
CN109862631A (zh) * 2019-04-04 2019-06-07 浙江大学 一种新型复合平板电热膜的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gordon Preparation and properties of transparent conductors
Illiberi et al. Spatial Atmospheric Atomic Layer Deposition of Al x Zn1–x O
US10311992B2 (en) Transparent conducting films including complex oxides
US8327664B2 (en) Method of producing transparent conductive film glass
JP5406717B2 (ja) 酸化亜鉛被覆物品を製造するための低温法
US8932495B1 (en) Transparent conductor materials and processes for forming such materials
RU2447030C2 (ru) Способ изготовления стеклоизделия с содержащим легирующие примеси покрытием из оксида цинка, имеющим низкое удельное сопротивление, и стеклоизделие с покрытием, изготовленное этим способом
CN102471143A (zh) 通过溅射的沉积用方法，所得产品，和溅射靶
CN102330075A (zh) 一种ZnO基透明导电薄膜的制备方法
EP2061729A1 (en) Method of making low resistivity doped zinc oxide coatings and the articles formed thereby
Ruske et al. Hydrogen doping of DC sputtered ZnO: Al films from novel target material
Zhao et al. Study on the electrical and optical properties of vanadium doped TiN thin films prepared by atmospheric pressure chemical vapor
AU2009316769A1 (en) Conductive film formation on glass
CN1546407A (zh) F、Mn共掺杂沉积纳米SnO2透明隔热薄膜
CN1291938C (zh) 一种透明导电低辐射玻璃涂层的生产方法
Li et al. Preparation of AZO-based multilayer thin films with high comprehensive properties by introducing Cu/Ag bimetallic layers
WO2022249591A1 (ja) スパッタリングターゲットとセシウムタングステン酸化物膜の成膜方法
CN101333642A (zh) 带钢镀膜方法及其系统
Akinwunmi et al. Preparation and characterization of MOCVD thin films of indium tin oxide
US20090022997A1 (en) Transparent Conductive Oxide Films Having Enhanced Electron Concentration/Mobility, and Method of Making Same
CN1544691A (zh) 用超声噴雾热解技术制备透明低电阻和高电阻复合薄膜
JP2010211929A (ja) 透明導電膜の製造方法及び得られる透明導電膜、それを用いた透明導電部材、並びに、電子ディスプレイ機器、太陽電池
JP3355610B2 (ja) スズドープ酸化インジウム膜の高抵抗化方法
CN113066900B (zh) 一种低成本ZnO透明导电薄膜的制备方法
JP5698263B2 (ja) 透明で伝導性の金属合金酸化物を有する基板を真空被覆する方法並びに金属合金酸化物でできた透明で伝導性の層

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication