[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于玻璃表面增透的MgF2/氧化物復(fù)合膜

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010183316.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101846756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周靈平;羅小蘭;彭坤;朱家俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B1/11
• 分類(lèi)號(hào): G02B1/11;C23C14/24;C23C14/06;C23C14/10
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增透膜，進(jìn)一步是指用于玻璃表面增透的MgF₂/氧化物復(fù)合膜。

背景技術(shù)

增透膜作為現(xiàn)代光學(xué)薄膜的一個(gè)重要分支，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、軍事等領(lǐng)域。日常生活中的鏡片、新興的平板顯示器、環(huán)保的太陽(yáng)能電池、尖端的激光器件等等，增透膜都發(fā)揮著日益重要的作用。目前，增透膜的結(jié)構(gòu)一般可分為單層和多層，其中，單層增透膜因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成本低廉、且同樣的膜層材料可鍍?cè)诓煌凵渎实牟Ａ希M管增透效果不及多層膜，仍得到廣泛使用，尤其在太陽(yáng)光伏玻璃表面(圖1為已有太陽(yáng)電池光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)示意圖)。根據(jù)理論計(jì)算，單層增透膜要完全增透，要求該膜的折射率為1.23，選用的典型材料為氟化鎂(MgF₂)，其折射率是目前常用增透材料中最低的(n＝1.38)，透明區(qū)域?qū)?0.25μm-9μm)，高抗損傷(F_a＝9J/cm²)，熔點(diǎn)為1266℃，熱穩(wěn)定性好，是最早應(yīng)用、較理想的鍍膜材料。同其它膜系相比，單層MgF₂(氟化鎂)最大的優(yōu)點(diǎn)在于其增透波段很寬，增透效果可比擬某些雙層增透膜，利用真空蒸鍍的單層MgF₂可使得太陽(yáng)光伏玻璃在400-1100nm的平均透過(guò)率由92％提高到94％以上；而且其膜層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備工藝簡(jiǎn)單，如果沒(méi)有特殊要求，往往僅在玻璃表面鍍一層MgF₂薄膜即可(如圖1中表層MgF₂膜)。當(dāng)然，若采用雙層膜結(jié)構(gòu)，則可進(jìn)一步提高其增透性能。如中科院電工研究所孫秀菊、李海玲研究的MgF₂/ZnS結(jié)構(gòu)和S.E.Lee，S.W.Choi等人研究的MgF₂/CeO₂結(jié)構(gòu)等，不過(guò)它們是作為圖1中的雙層增透膜(即AR膜)直接沉積在硅太陽(yáng)電池基體表面，并不適合沉積在光伏玻璃表面，因?yàn)閆nS和CeO₂的折射率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃的折射率。而作為太陽(yáng)電池光入射的第一層界面，光伏玻璃的光學(xué)性能將直接影響整個(gè)太陽(yáng)電池光利用的程度。

此外，盡管MgF₂光學(xué)性能優(yōu)異，化學(xué)穩(wěn)定性好，但隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，MgF₂薄膜也逐漸顯露弊端，其膜層會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)裂紋甚至剝落現(xiàn)象，尤其是在某些惡劣或極端的服役環(huán)境中，如應(yīng)用在航天器表面的太陽(yáng)能電池，大量空間粒子以超高速不斷撞擊航天器表面的同時(shí)，也不斷在考驗(yàn)暴露在太陽(yáng)電池表面的MgF₂膜層的機(jī)械強(qiáng)度，部分MgF₂膜層將會(huì)出現(xiàn)剝蝕老化現(xiàn)象，光學(xué)性能?chē)?yán)重衰減，從而影響器件的工作效率及壽命。這主要是因?yàn)镸gF₂膜層具有較高的張應(yīng)力，室溫下鍍制的MgF₂膜層非常容易破裂，擦拭易掉膜，機(jī)械性能不佳，不適合端面成膜，通常可利用加熱襯底的方法來(lái)適當(dāng)增強(qiáng)其牢固度。但實(shí)際上，這種做法并沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題，且額外引入的烘烤裝置也提高了其制備成本。經(jīng)查閱相關(guān)技術(shù)和文獻(xiàn)，尚未見(jiàn)較好解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種用于玻璃表面增透的MgF₂/氧化物復(fù)合膜，它的整體透光性能優(yōu)于單層MgF₂，引入的Al₂O₃或SiO₂膜層能很好改善MgF₂膜層與基底玻璃之間的附著力，并起到膜層硬化效果，可提高整個(gè)膜系的抗劃擦性，在保證膜系的光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性的同時(shí)，大大增強(qiáng)其機(jī)械性能，從而提高相關(guān)器件的工作效率和使用壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述用于玻璃表面增透的MgF₂/氧化物復(fù)合膜為以下兩種結(jié)構(gòu)之一；

(1)MgF₂/Al₂O₃；

(2)MgF₂/SiO₂；

上述結(jié)構(gòu)式中，MgF₂、Al₂O₃、SiO₂均表示膜層，“/”為兩層膜之間的界面。