[發明專利]一種制備絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的方法

無效

• 申請號: 200910035175.5
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101654331A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 趙青南;董玉紅;盧秀強
• 申請（專利權）人: 江蘇秀強玻璃工藝股份有限公司
• 主分類號: C03C17/245
• 分類號: C03C17/245;C03C17/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明具體涉及一種用絨面玻璃基片制備絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的方法，即用磁控濺射方法在玻璃絨面上沉積ZnO膜，得到和玻璃絨面結構相一致的絨面ZnO透明導電玻璃，屬于玻璃加工、薄膜太陽能光伏電池和光伏建筑一體化領域。

背景技術

透明導電鍍膜玻璃通常用在薄膜太陽能電池、液晶顯示器、等離子顯示的前電極中，其中絨面結構的玻璃基氧化物透明導電膜能夠對入射到其表面的可見光反射、折射和散射，將光線分散到各個角度，從而增加光在薄膜太陽電池吸收層的光程，增加薄膜對光的吸收量。因此，絨面結構的玻璃基氧化物透明導電膜是提高硅薄膜太陽能光伏電池轉換率的重要前提，也是實現光伏建筑一體化的關鍵材料。

目前已經有產業化生產的摻氟二氧化錫(FTO)絨面透明導電玻璃。但是，FTO薄膜有毒、價格昂貴、成本高，產業化生產過程中形成的廢氣會造成大氣污染；特別是在沉積硅薄膜時，Sn⁴⁺容易被氫等離子體還原，降低硅薄膜太陽能光伏電池的性能，限制了它在硅薄膜太陽電池中的使用。

ZnO透明導電薄膜價格便宜、原材料豐富、具有氧化物透明導電膜的特點和用途，特別是在氫等離子體環境中具有良好的穩定性，是摻氟二氧化錫絨面透明導電玻璃的替代品，受到了廣泛的重視。通過文獻檢索發現，目前制備ZnO絨面透明導電膜的方法有：一是先用磁控濺射工藝在玻璃上鍍光滑的ZnO薄膜，然后離線用酸腐蝕的方法形成絨面；二是在高基片溫度和高濺射氣壓環境下沉積ZnO薄膜產生絨面；三是用等離子體轟擊的方法在光面ZnO薄膜上形成絨面ZnO透明導電膜(申請號：200910026056.3，用等離子體轟擊制備絨面氧化鋅透明導電鍍膜玻璃的方法)。

本發明的目的在于提出了一種用絨面玻璃基片制備絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的方法，以及得到性能良好ZnO絨面透明導電玻璃的工藝條件。

其制備特征是：用壓延法生產的絨面玻璃作為基片，玻璃表面已經形成絨面；在絨面玻璃的絨面上用磁控濺射鍍SiO₂隔離過渡層，再在SiO₂隔離過渡層上濺射沉積ZnO薄膜；或在玻璃的絨面上直接用磁控濺射沉積ZnO薄膜；形成和玻璃絨面結構相一致的絨面ZnO透明導電玻璃。

用絨面玻璃作為基片制備絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的工藝參數特征是：磁控濺射沉積氧化鋅膜的工作氣壓＜1Pa，濺射靶材是相對密度＞95％的鋁摻雜ZnO靶材。

得到的樣品特征是：在絨面玻璃的絨面上先鍍10-50nm厚的SiO₂過渡層，再在SiO₂過渡層上鍍厚度為400nm～1000nm的ZnO膜層，或在玻璃的絨面上直接用磁控濺射沉積400nm～1000nm厚的ZnO薄膜；絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的可見光總透射率≥82％，方塊電阻8-20Ω/□，絨度10-40％。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供一種制備絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的方法。本發明制備的絨面ZnO透明導電玻璃能夠對透射的可見光反射、折射和散射，將入射到薄膜中的光線分散到各個角度，從而增加光在薄膜太陽電池吸收層的光程，增加薄膜對光的吸收量。

技術方案：絨面ZnO透明導電玻璃是實現光伏建筑一體化的關鍵材料，同時也是提高硅薄膜太陽能光伏電池轉換率的重要因素。

制備方法特征包括如下步驟：

1)采用壓延法生產的絨面玻璃作為基片，清洗玻璃表面；

2)將清凈處理過的絨面玻璃基片直接送入濺射鍍膜設備中，濺射室的背底真空小于2.5×10^-3Pa；在玻璃的絨面上直接用磁控濺射沉積厚度為400nm～1000nm的ZnO薄膜；形成和玻璃絨面結構相一致的絨面ZnO透明導電玻璃。

在步驟2)中，先在絨面玻璃上鍍10-50nm厚的SiO₂隔離過渡層，再在SiO₂隔離過渡層上鍍厚度為400nm～1000nm的ZnO膜層。

磁控濺射沉積ZnO膜的工作氣壓＜1Pa，濺射靶材是相對密度＞95％的鋁摻雜ZnO靶材；絨面ZnO透明導電鍍膜玻璃的可見光總透射率≥82％，方塊電阻8-20Ω/□，絨度10-40％。