[发明专利]具有轻微粗糙层的玻璃基材

说明书

本发明涉及无机层的涂层，该无机层是粗糙的和/或包含具有锐角和/或是尖锥体的表面不平整性并且以无定形或纳米晶体层的形式被沉积在基材，特别地玻璃基材上，以降低或者除去表面粗糙度和/或使该表面不平整性圆润化或者柔和化。

由基材和层组成的组装件是特别地透明的，该层为该组装件提供例如光学性质(浊度、光的散射或者吸收、色调等等)和/或热性质(低辐射性、日照控制，即日光辐射部分的反射等等)和/或电性质(电导率等等)和/或催化性质(自清洁等等)。

例如，制备用于建筑或者运输交通工具(轿车，等等)类型应用的低辐射性玻璃板要求在玻璃基材上沉积透明导电氧化物(TCO)层。通常使用的方法在于通过热化学气相沉积(CVD)来沉积氟掺杂的氧化锡。

热CVD的缺点来自以下：由于玻璃是热的，获得的层通常很好结晶，即它主要包含相对大的晶体，并因此在表面上具有非零的粗糙度。在这里“粗糙度”如广泛地表示在不规则表面的最高点(峰)和最低点(槽)之间的高度。这种表面粗糙度表现为高浊度值，在某些应用中寻求避免高浊度值，在这些应用中浊度被认为在美学上不吸引人或者妨碍视野。

而且，获得的良好结晶的层包含表面不平整性（形成具有锐角的微刺），其易于妨碍甚至阻止表面是清洁。

在光电池的电极类型应用中，在TCO层的表面上的这种微刺可以引起与下伏的活性吸收层(非晶硅，CdTe等等)的短路现象。这体现为该光电池的性能的下降，特别地开路电压的下降。

本发明人因此设置的目标是降低甚至除去这种在热玻璃基材上通过热CVD获得的层的粗糙度和/或使它们的具有尖角的表面不平整性(形成尖峰)圆润化或者柔和化，任选地保持粗糙度。

这种目标通过本发明达到，本发明的主题是玻璃基材，特征在于它提供有由尺寸至少25nm的微晶组成的层，该层直接地用由尺寸至多10nm的微晶组成的层覆盖。根据本发明，由尺寸至少25nm，或者尺寸至多10nm的微晶组成的层主要由其最大维度为如此的微晶组成。由尺寸至少25nm的微晶组成的层由在通常为大约600℃的玻璃上热CVD产生。

本发明的玻璃基材的两个层由相同的或者不同的材料组成。

该微晶的尺寸在这里通过对微晶层进行的X射线衍射(DRX)测量进行测定。X射线衍射装置在与样品的表面平行的平面上以θ-θ模式进行使用。颗粒尺寸的计算使用Scherrer关系式(k=0.9，由基本参数确定的仪器宽度(largeur instrumentale))，并且该峰的任何加宽归结于尺寸效应(使用的Pearson VII类型曲线)。在对于每个衍射峰获得的尺寸中，所指示的尺寸分别是最小尺寸（对于25nm），最大尺寸（对于10nm）。

由尺寸至多10nm的微晶组成的层的厚度可以达到700nm的值，甚至高达2微米。

尺寸至少25nm的微晶的层的厚度不受限制；它例如是最多等于2微米，优选地1.5微米；该微晶尺寸（从25nm起始）量级的最小平均厚度是可预见的。

根据本发明的玻璃基材的其它优选特征：

- 尺寸至多10nm的微晶的层的厚度最多等于350nm，优选地250nm；本发明人已经观测到对于由尺寸至多10nm的微晶组成的涂层的350nm的最大厚度带来对于通过热CVD沉积的下伏功能层所希望的有效光滑性，通过降低甚至除去表面粗糙度和/或通过使小锐利锥体圆润化，这种情况下任选地同时维持粗糙度；当在100nm的这种层的厚度，甚至直至10、甚至5nm的厚度时仍然获得这种效果；

- 该玻璃基材直接地用阻挡层覆盖，该阻挡层阻止碱金属从玻璃的迁移；阻挡层因此位于在由尺寸至少25nm的微晶组成的层的下方，直接地或者插入一个或多个其它层；阻挡层的功能是阻止在它上面的层被玻璃的钠离子污染（在该玻璃在特定条件下时，特别地在高温时）；阻挡层可以由二氧化硅或者氧碳化硅SiOC制成；和

- 一方面尺寸至少25nm的微晶的层，另一方面尺寸至多10nm的微晶的层是导电或者不导电的透明氧化物层；作为透明导电氧化物的实例，可以提到SnO₂:F、SnO₂:Sb、ZnO:Al、ZnO:Ga、InO:Sn、ZnO:In，作为透明非导电氧化物的实例，可以提到SnO₂、ZnO、InO；形成这些层的透明氧化物可以是光催化氧化物，如TiO₂，即在日光辐射下具有引发自由基氧化的性质(引起烃降解的性质，自清洁性质)。

本发明还涉及：