[发明专利]用等离子体轰击制备绒面氧化锌透明导电镀膜玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明是一种ZnO绒面透明导电玻璃及其制备方法，用于薄膜太阳能光伏电池，属于玻璃加工、薄膜太阳能光伏电池和光伏建筑一体化材料制造的技术领域。

背景技术

透明导电镀膜玻璃通常用做薄膜太阳能电池、液晶显示器、等离子显示的前电极，其中绒面结构的玻璃基氧化物透明导电膜能够对透射的可见光反射、折射和散射，将入射到薄膜中的光线分散到各个角度，从而增加光在薄膜太阳电池吸收层的光程，增加薄膜对光的吸收量；因此，绒面结构的玻璃基氧化物透明导电膜是提高硅薄膜太阳能光伏电池转换率的重要前提，也是实现光伏建筑一体化的关键材料。

目前已经有产业化生产的掺氟二氧化锡(FTO)绒面透明导电玻璃。但是，FTO薄膜有毒、价格昂贵、成本高，产业化生产过程中形成的废气会造成大气污染；特别是在沉积硅薄膜时，Sn⁺⁴容易被氢等离子体还原，降低硅薄膜太阳能光伏电池的性能，限制了它在硅薄膜太阳电池中的使用。

ZnO透明导电薄膜价格便宜、原材料丰富、具有氧化物透明导电膜的特点和用途，特别是在氢等离子体环境中具有良好的稳定性，是掺氟二氧化锡绒面透明导电玻璃的替代品，受到了广泛的重视。通过文献检索发现，目前制备ZnO绒面透明导电膜的方法有：一是先用磁控溅射工艺在玻璃上镀光滑的ZnO薄膜，然后离线用酸腐蚀的方法形成绒面；二是在高基片温度和高溅射气压环境下沉积ZnO薄膜产生绒面。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种用等离子体轰击制备绒面氧化锌透明导电镀膜玻璃的方法，以及得到性能良好ZnO绒面透明导电玻璃的工艺条件。

技术方案：ZnO绒面导电玻璃是实现光伏建筑一体化的关键材料，是提高硅薄膜太阳能光伏电池转换率的重要前提。

本发明具体涉及一种用等离子体轰击制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的方法，用磁控溅射方法在玻璃上镀ZnO膜，然后用等离子体轰击膜制备绒面，其制备方法是：

a.用等离子体首先对玻璃基片进行前处理轰击，在玻璃表面形成绒面；

b.在绒面玻璃表面用磁控溅射镀SiO₂隔离过渡层，再在SiO₂隔离过渡层上溅射镀ZnO薄膜；

c.在线等离子体轰击ZnO膜面，形成ZnO绒面透明导电玻璃。

等离子体轰击玻璃基片的气体电离电压为100-8000伏、离子聚焦电压为100-8000伏、等离子体束流为≤500μA；等离子体轰击真空度为1.0 X 10^-2—1Pa。

等离子体轰击玻璃基ZnO透明导电膜的气体电离电压100-8000伏、离子聚焦电压为100-8000伏、等离子体束流为≤500μA、等离子体轰击真空度为1.0 X 10^-2—1Pa。

在玻璃与绒面导电膜之间SiO₂过渡层的厚度为10-50nm，ZnO薄膜的厚度为400nm～1000nm，可见光总透射率≥75％，方块电阻8-20Ω/□，绒度4-9％。

溅射镀氧化锌膜的工作气压<8Pa，溅射靶材是相对密度>95％的铝掺杂ZnO靶材。

所述的氧化物透明导电膜是铝掺杂的ZnO，隔离过渡层是SiO₂，二者的厚度分别是400nm～1000nm和10-50nm。

有益效果：本发明采用等离子体轰击ZnO膜形成ZnO绒面透明导电玻璃，不采用酸腐蚀ZnO膜面来形成绒面结构，可以在线一体化连续生产ZnO绒面透明导电玻璃，避免了废酸对水源的污染。本发明制备的绒面结构ZnO玻璃基透明导电膜能够对透射的可见光反射、折射和散射，将入射到薄膜中的光线分散到各个角度，从而增加光在薄膜太阳电池吸收层的光程，增加薄膜对光的吸收量。它是提高硅薄膜太阳能光伏电池转换率的重要前提；也是实现光伏建筑一体化的关键材料。

具体实施方式

其制备方法是：

a.用等离子体首先对玻璃基片进行前处理轰击，在玻璃表面形成绒面；

b.在绒面玻璃表面用磁控溅射镀SiO₂隔离过渡层，再在SiO₂隔离过渡层上溅射镀ZnO薄膜；

c.在线等离子体轰击ZnO膜面，形成ZnO绒面透明导电玻璃。