[发明专利]一种制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用绒面玻璃基片制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的方法，即用磁控溅射方法在玻璃绒面上沉积ZnO膜，得到和玻璃绒面结构相一致的绒面ZnO透明导电玻璃，属于玻璃加工、薄膜太阳能光伏电池和光伏建筑一体化领域。

背景技术

透明导电镀膜玻璃通常用在薄膜太阳能电池、液晶显示器、等离子显示的前电极中，其中绒面结构的玻璃基氧化物透明导电膜能够对入射到其表面的可见光反射、折射和散射，将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，Sn⁴⁺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；三是用等离子体轰击的方法在光面ZnO薄膜上形成绒面ZnO透明导电膜(申请号：200910026056.3，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)。

本发明的目的在于提出了一种用绒面玻璃基片制备绒面ZnO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。

其制备特征是：用压延法生产的绒面玻璃作为基片，玻璃表面已经形成绒面；在绒面玻璃的绒面上用磁控溅射镀SiO₂隔离过渡层，再在SiO₂隔离过渡层上溅射沉积ZnO薄膜；或在玻璃的绒面上直接用磁控溅射沉积ZnO薄膜；形成和玻璃绒面结构相一致的绒面ZnO透明导电玻璃。

用绒面玻璃作为基片制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的工艺参数特征是：磁控溅射沉积氧化锌膜的工作气压＜1Pa，溅射靶材是相对密度＞95％的铝掺杂ZnO靶材。

得到的样品特征是：在绒面玻璃的绒面上先镀10-50nm厚的SiO₂过渡层，再在SiO₂过渡层上镀厚度为400nm～1000nm的ZnO膜层，或在玻璃的绒面上直接用磁控溅射沉积400nm～1000nm厚的ZnO薄膜；绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的可见光总透射率≥82％，方块电阻8-20Ω/□，绒度10-40％。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的方法。本发明制备的绒面ZnO透明导电玻璃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。

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

制备方法特征包括如下步骤：

1)采用压延法生产的绒面玻璃作为基片，清洗玻璃表面；

2)将清净处理过的绒面玻璃基片直接送入溅射镀膜设备中，溅射室的背底真空小于2.5×10^-3Pa；在玻璃的绒面上直接用磁控溅射沉积厚度为400nm～1000nm的ZnO薄膜；形成和玻璃绒面结构相一致的绒面ZnO透明导电玻璃。

在步骤2)中，先在绒面玻璃上镀10-50nm厚的SiO₂隔离过渡层，再在SiO₂隔离过渡层上镀厚度为400nm～1000nm的ZnO膜层。

磁控溅射沉积ZnO膜的工作气压＜1Pa，溅射靶材是相对密度＞95％的铝掺杂ZnO靶材；绒面ZnO透明导电镀膜玻璃的可见光总透射率≥82％，方块电阻8-20Ω/□，绒度10-40％。