[发明专利]一种透明导电膜二叉树制绒设备

说明书

技术领域

本发明涉及透明导电膜的生产制备领域，特别是涉及透明导电薄膜二叉树制绒设备。

背景技术

透明导电膜目前已被广泛的应用于太阳能电池、触摸屏板、显示器等行业，特别是薄膜太阳能电池，透明导电膜是薄膜太阳能电池结构中重要的组成部分，作为薄膜太阳能的前电极，把光伏作用产生的电荷收集并引导向蓄电池或电器使用，自然要求透明导电膜具有足够低的方块电阻，即较高的电导率；同时由于处于薄膜电池中太阳光首先透过的部分，太阳光需要穿过后才到达PIN结或PN结实现光伏发电，这就要求透明导电膜具有较高的透光率。因此，作为太阳能电池使用的透明导电膜必须同时具备足够低的方块电阻和足够高的太阳光透过率，这一要求可扩展至触摸屏版、显示器等电子信息行业。

太阳能电池的发电效率很大程度上取决于进入太阳能电池内部的太阳光能量，因此，为了最大程度的提高薄膜太阳能电池的光电转换效率，必须尽可能提高电池对太阳光的吸收利用，要求尽可能减少进入薄膜太阳能电池内的太阳光的损失，即增加进入太阳能电池内部的透过率，这就要求在满足方块电阻的前提下，充分提高前电极透明导电膜的太阳光透过率。透明导电膜的表面绒化技术通过陷光作用进一步提高透明导电膜透光率，透明导电膜的雾度、透过率、均匀性、方块电阻等参数成为衡量透明导电膜优劣的技术标准。表面绒化的陷光作用是通过太阳光在绒面产生多次反射，增加太阳光在透明导电膜绒面的光路，提高透过的几率从而提高太阳光透过率，使更多能量的太阳光进入太阳能电池内部用于光伏作用进行发电，从而提高薄膜太阳能电池的发电效率。

进一步，绒面的衡量标准包含雾度、表面均匀性和表面粗慥度：雾度是指在波长为700nm的入射光由薄膜的非绒面的照射下，光线在薄膜的绒面分散的透过率与入射光线总透过率的比值；均匀性则是特指绒面的雾度及表面粗慥度在单位面积内的均匀程度；表面粗慥度则是指绒面的均方根粗慥度。因此，透明导电膜制绒工艺主要从雾度、均匀性和粗糙度来分析。

当前用于薄膜太阳能电池前电极的透明导电膜主要采用物理气相和化学气相沉积法制备。化学气相沉积法在薄膜沉积时就已经形成了相应的绒面，因此无需后续的制绒工序，但化学气相沉积法生产过程中污染大、能耗高。而物理气相沉积法特别是磁控溅射制备透明导电薄膜可实现大规模生产，且产品性能参数优秀，已成为用于透明导电膜工业生产的主要技术之一，但其制备的透明导电薄膜表面平整均匀，必须增加透明导电膜的表面制绒工序才能满足薄膜太阳能电池对透明导电薄膜所需的要求。

用于透明导电膜表面制绒的技术分干法和湿法，干法为物理方法，即采用激光、电子束等方法在表面进行雕刻，在工业化生产方面可实现性难度大，当前应用较少。而湿法制绒主要为化学法蚀刻，采用合适的酸、碱溶液对表面进行腐蚀，产生弹坑状、陨石坑或钻石状微小凹坑，是目前透明导电膜表面制绒的主要工业化方向。湿法制绒技术目前主要包含两种工艺：浸泡和喷淋，尽管浸泡在具有表面均匀性较好的优点，但其在大规模工业化制造方面存在操作过程复杂、设备要求过高、自动化程度偏低、产能偏低、废品率高等缺点，因此多用于手工单间生产，大大降低生产效率和成品率。

相对而言，喷淋法则可以克服以上缺点，便于进行连续工业化生产，产量基本不随工艺难度变小，完全可以满足当前端磁控溅射镀膜的产能需求，且在生产过程玻璃不存在浸泡工艺特有的上下搬运，整个工艺过程平稳，因而成品率高。但常规的喷淋法在表面均匀性、雾度、透过率、方块电阻方面不易控制，对工艺技术要求较高，目前制绒设备和工艺技术的工业化大规模生产在性能参数上尚难满足薄膜太阳能等行业对透明导电膜在方块电阻、雾度、均匀性等方面技术要求。

对当前喷淋法制绒设备，为描述方便，在基片传动平面，其传动前进方向为前向，其垂直方向定义为侧向。由于采用的喷淋头本身产生的制绒液颗粒较大，在较大压力下容易对制绒面产生冲刷作用，使其表面刻蚀坑大小不一，且不易控制其几何尺寸大小；在侧向上，喷雾制绒过程比较粗糙，制绒液颗粒大小不均，且由于制绒液流量不一致，造成侧向制绒的不均匀性，带来透光率、方块电阻等沿侧向的不均匀性；从工艺角度讲，工业化生产要求产品性能稳定平稳，表面性能参数均匀，这一点在传统喷淋设备上很难实现，且整套设备可控性较差，不利于工艺性能的提高。

发明内容