[發明專利]新型復合半導體制熱薄膜及薄膜制備方法

有效

• 申請號: 202110531857.6
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113038641B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張偉;趙莉
• 申請（專利權）人: 中熵科技（北京）有限公司
• 主分類號: H05B3/12
• 分類號: H05B3/12;H05B3/02;H05B3/06;H05B3/04;H05B3/20;C23C14/35;C23C14/20;C23C14/08
• 代理公司: 西安迪業欣知識產權代理事務所(普通合伙) 61278
• 代理人: 校麗麗

本發明公開了一種新型復合半導體制熱薄膜及薄膜制備方法，所述薄膜制備方法包含在基底上濺射阻擋層，在所述阻擋層上濺射發熱層；采用包含硅的靶材濺射形成阻擋層，采用包含氧化銦錫的靶材濺射形成發熱層，最終形成的新型復合半導體制熱薄膜電熱轉換高效同時輻射直接穿透皮膚及皮下組織的遠紅外波。使用過程中，基底所含雜質由于升溫向外擴散時，基底和發熱層之間設置的阻擋層，一方面阻擋基底中的雜質向發熱層擴散，另一方面防止水汽滲透進入發熱層，減少雜質和水汽對發熱層造成損害。本申請通過引入膜層設計，使得基底和發熱層的熱膨脹系數和晶格常數匹配，提高新型復合半導體制熱薄膜在使用過程中各層結構之間可靠連接程度，延長產品壽命。

技術領域

本發明涉及復合半導體發熱薄膜材料技術領域，特別是涉及一種新型復合半導體制熱薄膜及薄膜制備方法。

背景技術

電熱膜技術作為一種新興的采暖方式，近年來取得了巨大進步。這是得益于電熱膜是面狀發熱，熱交換面積大，再加上電熱轉換效率高的特點，所以同等功率下溫升更快，耗能更少，從而比傳統電熱元件更加節能省電。另外電熱膜還可以通過輻射遠紅外波，從而廣泛應用于保健領域，該遠紅外波可直接穿透皮膚及皮下組織，作用于血管、神經末梢及淋巴管，引起分子共振，產生溫熱效應，起到活血化瘀，消炎止痛的功效，增強人體免疫力。長期來看，中國正在實現能源轉型，以非化石能源為主的電能將成為一次能源主體，一次能源消費中電氣化率達到100%，在此大背景下，采用更清潔的電采暖方式無疑更符合當今發展趨勢，也是未來化石采暖方式的最佳替代技術。

目前市面上銷售的電熱元件主要有合金電熱絲和導電涂料（黑膜）。合金電熱絲是較為傳統的加熱方式，屬于線狀熱源，散熱面積小，且部分電能會被轉化為光能，電熱轉換效率較低，僅為60%左右，且電熱絲易斷裂，抗震性能差。黑膜是有機不透明電熱膜，是將導電涂料經噴涂或絲網印刷的方式涂覆于絕緣材料表面制得，實際常用的是在成膜物質中添加炭黑、石墨或二者混合物來充當導電涂料，因為在制備過程中使用大量的有機物，不僅在制備中存在環境污染，并且在實際使用過程中，高溫狀態下散發的味道十分嚴重，影響人體健康，另外因為有機物導致的功率衰減也較為嚴重。

文獻號為CN110901184A的專利申請文件中公開了一種電熱一體板，所述電熱一體板包括保溫基材(1)、發熱膜層(2-3)和面層(3)；所述發熱膜層(2-3)為氧化物或氧硫化物，所述發熱膜層(2-3)材料包括ZnO_xS_(1-x)、InO_xS _(1-x)、Sn_xIn_(1-x)O、Zn_xMg_(1-x)O、Zn_xAl_(1-x)O中的一種或幾種；所述發熱膜層(2-3)上下兩個表面設置有上絕緣防水層(2-4)和下絕緣防水層(2-2)；所述電熱一體板還包括紅外反射膜層(2-1)，所述紅外反射膜層(2-1)位于基材(1)和下絕緣防水層(2-2)之間，所述紅外反射膜層(2-1)為含有金屬的膜層。在該專利文獻中公開了以金屬氧化物作為發熱膜層，并在發熱膜層與保溫基材之間設置含有金屬氧化物的紅外反射膜，由于紅外反射層的存在，導致發熱膜層的溫度更高，雖然提高了其熱效能，但是高溫也加劇了保溫基材中的物質向發熱膜層中的滲透，使發熱膜層受到損害。

文獻號為CN202307974U的專利申請中公開了一種高阻隔性太陽能電池背板，包括基材、阻隔層、粘結層和耐候層，其特征在于，所述基材兩側中至少一側設有耐候層，在基材的一側還設有阻隔層，所述阻隔層包括氧氣阻隔層和水汽阻隔層。雖然該專利文獻中公開了在基材的一側設置阻隔層，但是該阻隔層用于阻隔氧氣和水汽，并未考慮到高溫的工作環境下基材對太陽能電池的損害。

可見，需要提供一種使用壽命長且使用過程安全的發熱建材，滿足人們的采暖需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明公開了一種新型復合半導體制熱薄膜及薄膜制備方法，滿足人們對采暖建材使用壽命長且使用過程安全的要求。