一種tco玻璃的製作方法

2023-06-04 21:14:36

專利名稱：一種tco玻璃的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於玻璃技術領域，尤其涉及一種TCO玻璃。
背景技術：
TCO (Transparent Conductive Oxide)玻璃，即透明導電氧化物鍛膜玻璃，即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。其中，透明導電氧化物薄膜(TC0薄膜)主要包括In、Sn、Zn和Cd的氧化物及其複合多元氧化物薄膜材料，具有禁帶寬、可見光譜區光透射率高和電阻率低等共同光電特性，因此，TCO玻璃可廣泛地應用於太陽能電池、平面顯示及其它光電器件領域。TCO薄膜主要包括摻錫氧化銦(ΙΤ0)、摻氟氧化錫(FTO)和摻鋁氧化鋅(ΑΖ0)。其中，以ITO為代表的ITO玻璃，工藝成熟，性能穩定，主要應用於平板顯示器；實現在線生產的FTO玻璃，也已規模化應用於太陽能電池。近年來，隨著AZO薄膜研究的不斷深入，由於透過率高、導電性好和成本低等因素，可作為ITO的替代品，被認為是其中最有發展潛力的材料，AZO玻璃也因此備受關注。目前，製備AZO玻璃主要採用真空磁控濺射法，即先在玻璃襯底上鍍一層矽氧化物薄膜，再鍍一層AZO薄膜。該鍍膜玻璃經化學刻蝕後可作為薄膜太陽能電池的前電極使用，主要性能指標包括電阻和透過率。然而，通過上述方法製得的AZO玻璃，可見光的透過率較低，影響薄膜太陽能電池的轉化效率；且存在發黃現象，主要是由於AZO薄膜本身顯黃色以及玻璃襯底中的鈉離子向AZO內部滲透引起的，產品外觀較差，甚至在某些對外觀要求嚴格的場合不能應用，限制了 AZO玻璃的使用範圍。

實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種能提高透過率，消除發黃現象的TCO玻璃。本實用新型是這樣實現的:一種TCO玻璃，包括玻璃基片和在所述玻璃基片的表面上依次層疊結合的矽氧化物膜層和摻鋁氧化鋅膜層，還包括層疊結合在所述玻璃基片與矽氧化物膜層之間的五氧化二鉭膜層。優選地，所述五氧化二鉭膜層的厚度為10 15nm。優選地，所述矽氧化物膜層的厚度為50 80nm。優選地，所述摻鋁氧化鋅膜層的厚度為600 lOOOnm。優選地，所述玻璃基片為超白玻璃。進一步優選地，所述超白玻璃的厚度為2.0 4.0mm。本實用新型提供的TCO玻璃通過在玻璃基片和矽氧化物膜層之間增加一層五氧化二鉭(Ta2O5)作為減反層，利用多層膜的光學幹涉作用，使反射率減小，提高透過率，且消除了發黃現象。因此，該TCO玻璃可顯著提高薄膜太陽能電池的轉化效率；且顯示效果好，外觀優良，應用範圍廣泛。
圖1是本實用新型實施例提供的TCO玻璃的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。本實用新型提供一種能提高透過率，消除發黃現象的TCO玻璃。該TCO玻璃的結構如圖1所示，包括依次層疊結合的玻璃基片1、五氧化二鉭膜層2、矽氧化物膜層3和摻鋁氧化鋅膜層4。這樣，該TCO玻璃通過在玻璃基片I和矽氧化物膜層3之間增加了作為減反層的五氧化二鉭(Ta2O5)膜層2，利用多層膜的光學幹涉作用，使反射率減小，提高透過率，且消除了發黃現象。該TCO玻璃透過率高，大大提高了薄膜太陽能電池的轉化效率；且在平面顯示產品中使用時，透過率高，無發黃現象，明顯改善了產品的顯示效果。作為本實用新型優選實施例，圖1所示的上述五氧化二鉭膜層2的厚度為10 15nm ;上述矽氧化物膜層3的厚度為50 80nm，其中，矽氧化物可以為Si0、Si02或者兩者的混合物；摻鋁氧化鋅膜層4的厚度為600 IOOOnm ;玻璃基片為超白玻璃。在進一步優選實施例，該超白玻璃的厚度為2.0 4.0mm0在該優選實施例中，通過調整各膜層的厚度，使得各層之間的光學幹涉作用發揮至最佳，進一步降低其對光線的反射現象，提高光的透過率，消除發黃現象，使薄膜太陽能電池的轉化效率更高，產品顯示效果更好。作為具體實施例，上述TCO玻璃的製備方法如下，主要步驟為:(I)將玻璃基片進行清洗、吹乾；(2)採用真空磁控濺射依次鍍五氧化二鉭膜層2、矽氧化物膜層3和摻鋁氧化鋅膜層4，得到該TCO玻璃。具體地，上述步驟(I)中對玻璃基片進行清洗的方法按照現有的常規方法進行即可。上述步驟(2)真空磁控濺射所用的設備可以是臥式全自動連續磁控濺射鍍膜機，其各項參數設置如下:鍍膜溫度為300 350°C ;進入Ta2O5靶區域鍍Ta2O5膜時，通入O2和Ar ;進入Si靶區域鍍矽氧化物膜時，通入Ar、02和N2，進行反應濺射；進入TCO靶區域鍍AZO膜時，通入Ar。可以將上述步驟(I)和(2)製得的T⑶玻璃送入刻蝕機中，採用化學刻蝕的方法，對AZO薄膜進行刻蝕，使之產生粗糙的絨面，從而得到薄膜太陽能電池前電極用TCO玻璃。該TCO玻璃的絨面結構，使入射光發生漫射現象，進一步增加了 TCO玻璃的透過率，提高薄膜電池的轉化效率。以下通過具體實施例進一步說明本實用新型。實施例1一種TCO玻璃，包括超白玻璃基片，在該超白玻璃基片的一表面依次層疊結合有五氧化二鉭(Ta2O5)膜層、矽氧化物(SiOx，其中I < X < 2)膜層和摻鋁氧化鋅(AZO)膜層。其中，該超白玻璃基片的厚度為3.2mm, Ta2O5膜厚為10nm，SiOx膜厚為50nm，AZO膜厚為600nmo該TCO玻璃的製備方法如下:首先將超白玻璃基片清洗、吹乾；然後加載玻璃基片，設置鍍膜機參數，依次鍍Ta2O5膜、SiOx膜和AZO膜，得到該TCO玻璃。其中，鍍各層膜採用臥式全自動連續磁控濺射鍍膜機，鍍膜溫度為300°C ;首先通入Ar和O2，沉積Ta2O5膜，再打開2個Si祀，通入Ar、02和N2，進行反應濺射，沉積SiOx膜，最後在10個AZO靶處，通入Ar，沉積AZO膜。將上述製得的TCO玻璃進行化學刻蝕，得到薄膜太陽能電池前電極用TCO玻璃，經性能測試，其電阻為10Ω，透過率為85%，肉眼觀察無發黃現象。實施例2 一種TCO玻璃，包括超白玻璃基片，在該超白玻璃基片的一表面依次層疊結合有五氧化二鉭(Ta2O5)膜層、矽氧化物(SiOx，其中I < X < 2)膜層和摻鋁氧化鋅(AZO)膜層。其中，該超白玻璃基片的厚度為3.2mm, Ta2O5膜厚為12nm，SiOx膜厚為60nm，AZO膜厚為800nmo該TCO玻璃的製備方法如下:首先將超白玻璃基片清洗、吹乾；然後加載玻璃基片，設置鍍膜機參數，依次鍍Ta2O5膜、SiOx膜和AZO膜，得到該TCO玻璃。
其中，鍍各層膜採用臥式全自動連續磁控濺射鍍膜機，鍍膜溫度為300°C ;首先通入Ar和O2，沉積Ta2O5膜，再打開2個Si祀，通入Ar、02和N2，進行反應濺射，沉積SiOx膜，最後在10個AZO靶處，通入Ar，沉積AZO膜。將上述製得的TCO玻璃進行化學刻蝕，得到薄膜太陽能電池前電極用TCO玻璃，經性能測試，其電阻為9Ω，透過率為84%，肉眼觀察無發黃現象。實施例3一種TCO玻璃，包括超白玻璃基片，在該超白玻璃基片的一表面依次層疊結合有五氧化二鉭(Ta2O5)膜層、矽氧化物(SiOx，其中I < X < 2)膜層和摻鋁氧化鋅(AZO)膜層。其中，該超白玻璃基片的厚度為3.2mm, Ta2O5膜厚為15nm，SiOx膜厚為80nm，AZO膜厚為lOOOnm。該TCO玻璃的製備方法如下:首先將超白玻璃基片清洗、吹乾；然後加載玻璃基片，設置鍍膜機參數，依次鍍Ta2O5膜、SiOx膜和AZO膜，得到該TCO玻璃。其中，鍍各層膜採用臥式全自動連續磁控濺射鍍膜機，鍍膜溫度為300°C ;首先通入Ar和O2，沉積Ta2O5膜，再打開2個Si祀，通入Ar、02和N2，進行反應濺射，沉積SiOx膜，最後在10個AZO靶處，通入Ar，沉積AZO膜。將上述製得的TCO玻璃進行化學刻蝕，得到薄膜太陽能電池前電極用TCO玻璃，經性能測試，其電阻為8Ω，透過率為83%，肉眼觀察無發黃現象。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種TCO玻璃，包括玻璃基片和在所述玻璃基片的表面上依次層疊結合的矽氧化物膜層和摻鋁氧化鋅膜層，其特徵在於:還包括層疊結合在所述玻璃基片與矽氧化物膜層之間的五氧化二鉭膜層。
2.如權利要求1所述的TCO玻璃，其特徵在於:所述五氧化二鉭膜層的厚度為10 15nm。
3.如權利要求1或2所述的TCO玻璃，其特徵在於:所述矽氧化物膜層的厚度為50 80nm。
4.如權利要求1或2所述的TCO玻璃，其特徵在於:所述摻鋁氧化鋅膜層的厚度為600 lOOOnm。
5.如權利要求1或2所述的TCO玻璃，其特徵在於:所述玻璃基片為超白玻璃。
6.如權利要求5所述的TCO玻璃，其特徵在於:所述超白玻璃的厚度 為2.0 4.0mm。
專利摘要本實用新型公開了一種TCO玻璃，包括依次層疊結合的玻璃基片、五氧化二鉭膜層、矽氧化物膜層和摻鋁氧化鋅膜層。該TCO玻璃通過在玻璃基片和矽氧化物膜層之間增加一層五氧化二鉭(Ta2O5)作為減反層，利用多層膜的光學幹涉作用，使反射率減小，提高透過率，且消除了發黃現象。該TCO玻璃可顯著提高薄膜太陽能電池的轉化效率；且顯示效果好，外觀優良，應用範圍廣泛。
文檔編號C03C17/34GK203157263SQ20132010250
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者楊春雲, 樊斌傑, 易海泉, 李俊傑, 周曙光, 陳凱, 陳建武, 黃海東 申請人:深圳力合光電傳感股份有限公司