[發明專利]一種具有多種刻蝕模式的刻蝕系統

無效

• 申請號: 201210008576.3
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN103204633A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 何光俊;姚志濤
• 申請（專利權）人: 上海北玻玻璃技術工業有限公司;洛陽北方玻璃技術股份有限公司
• 主分類號: C03C15/00
• 分類號: C03C15/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種刻蝕系統，特別涉及一種具有多種刻蝕模式的刻蝕系統。

背景技術

TCO（Transparentconductingoxide）玻璃，即透明導電氧化物鍍膜玻璃?，是在平板玻璃表面通過物理或者化學鍍膜的方法均勻鍍上一層透明的導電氧化物薄膜，主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其復合多元氧化物薄膜材料。

TCO玻璃首先被應用于平板顯示器中，現在ITO類型的導電玻璃仍是平板顯示器行業的主流玻璃電極產品。近幾年，晶體硅價格的上漲極大地推動了薄膜太陽能電池的發展，目前薄膜太陽能電池占世界光伏?市場份額已超過10％，光伏用TCO玻璃作為電池前電極的必要構件，市場需求迅速增長，成為了一個炙手可熱的高科技鍍膜玻璃產品。

在太陽能電池中，晶體硅片類電池的電極是焊接在硅片表面的導線，前蓋板玻璃僅需達到高透光率就可以了。薄膜太陽能電池是在玻璃表面的導電薄膜上鍍制p-i-n半導體膜，再鍍制背電極。

TCO玻璃鍍膜工藝太陽能TCO鍍膜玻璃當前以FTO玻璃為主，AZO玻璃是未來的發展方向TCO薄膜主要包括In、Sn、Zn以及Cd的氧化物及其復合多元氧化物等。透明導電氧化物的鍍膜原料和工藝很多，通過科學研究進行不斷的篩選，透明導電的鍍膜原料和工藝很多，通過科學研究進行不斷的篩選，目前主要有ITO、FTO、AZO三種TCO玻璃與光伏電池的性能要求相匹配。

ITO鍍膜玻璃是一種非常成熟的產品，具有透過率高，膜層牢固，導電性好等特點，初期曾應用于光伏電池的前電極。但隨著光吸收性能要求的提高，TCO玻璃必須具備提高光散射的能力，而ITO鍍膜很難做到這一點，并且激光刻蝕性能也較差。銦為稀有元素，在自然界中貯存量少，價格較高。ITO應用于太陽能電池時在等離子體中不夠穩定，因此目前ITO鍍膜已非光伏電池主流的電極玻璃。

ITO的導電性能在目前是最好的，最低電阻率達10-5Ωcm量級，但是ITO玻璃因In離子在薄膜太陽能電池制作的PEVCD工藝中會被H離子還原，導致光透過率衰減80%，電性大幅下降，同時In是稀有金屬，價格昂貴，所以不太適用于薄膜太陽能電池前電極；FTO是帶有霧度的產品，激光刻蝕容易，光學性能適宜等優點，利用這一技術生產的TCO玻璃已經成為薄膜光伏電池的主流產品；AZO目前研究進展迅速，電阻率和光透性都優于FTO，且原料豐富，穩定性好，是未來的發展方向，但目前在制絨方面存在問題，并且長期穩定性問題，暴露在大氣中它會吸附氧和水汽，目前工業化應用還不成熟。?????鍍膜工藝主要采用APCVD或磁控濺射法目前，TCO鍍膜方法主要采用化學氣相沉積法（FTO玻璃），和磁控濺射法（AZO玻璃）。?????濺射沉積薄膜主要以惰性氣體放電而產生的正離子轟擊固體陰極，入射離子與靶材發生碰撞，從而把被濺射物質做成的靶材表面原子轟擊出來，被濺射出來的原子帶有一定的動能，會沿一定的方向射向襯底，在襯底上沉積出薄膜。磁控濺射法鍍的膜均勻性較好，但是就我們國家來說，高質量靶材的制備工藝還不成熟，需要從國外進口，生產成本就相應較高。另外，由于磁控濺射法必須在一定的真空條件下進行，因而在一定程度上限制了透明導電玻璃的有效制備面積。?????化學氣相沉積法是利用氣態(蒸氣)先驅物，在高溫襯底表面或附近，進行原子或分子間的化學反應，形成一層固態沉積物的過程。這種方法生產的產品成本相對較低，激光刻蝕容易，光學性能適宜等優點。

TCO鍍膜玻璃具有透光、導電等物理性能，廣泛應用于液晶顯示屏、電致發光、太陽能電池等領域。AZO鍍膜玻璃是一種重要的TCO玻璃，采用真空濺射后刻蝕工藝，具有尺寸大（大于2200mm×2600mm）、膜厚分布均勻（<±2%）等特征，更重要的是刻蝕工藝可以根據后續薄膜電池需求自由設計膜層的微觀形貌和光學性能，這使AZO玻璃在光伏薄膜電池應用中顯示出了巨大的市場潛力。

根據薄膜電池的應用需求,AZO玻璃需要具備特定的微觀形貌和好的均勻性分布,這對刻蝕系統提出了很高的要求,尤其對于大面積鍍膜玻璃,例如市場上常見的1100mm×1400mm和2200mm×2600mm等規格。在現有的刻蝕工藝中，利用低濃度鹽酸作為刻蝕溶液的濕法工藝具有成本低、刻蝕速度快、刻蝕時間易于調整等特征，適合大規模生產應用，成為TCO玻璃領域研究的重點。