[发明专利]一种自清洁减反射薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种自清洁减反射薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一：取清洗干净的玻璃基体，置于磁控溅射装置的腔室内，采用金属靶和二氧化硅靶共溅射；步骤二：将沉积结束的玻璃基体浸入特制去金属溶液中，超声振荡0.5‑1h，进行湿法刻蚀，获得二氧化硅薄膜；步骤三：将去金属后的玻璃基体用流动水清洗干净，再浸入稀盐酸溶液中去除多余的碱液；步骤四：将中和清洗后的玻璃基体取出，并采用流动水冲洗干净，表面吹干，置于退火炉中300‑500℃退火1‑2h，使二氧化硅薄膜结晶，最终在玻璃基体上得到具有孔洞结构的二氧化硅结晶态薄膜。本发明提供的一种自清洁减反射薄膜的制备方法，能够起到自清洁和减反射双重作用。

技术领域

本发明涉及一种自清洁减反射薄膜的制备方法，属于薄膜材料技术领域。

背景技术

玻璃的透明性、耐高温、耐腐蚀和易于各种形状的制备等优点使得其在日常生活和工业生产中均具有广泛的应用。例如作为一种保护装置覆盖在太阳电池光吸收面上，既可以保证较高的太阳光透过率，又可避免太阳电池受雨水、灰尘和气体等的侵害。

由于光在不同介质中的传播速率不同(介质折射率不同)，光线从一种介质入射到另一种介质时会在介质界面处产生反射现象，造成光的透过率下降。这个现象对于需要透明保护的产品来说非常不利，例如太阳电池组件，封装玻璃的表面高反射率会导致电池对光的吸收减少，从而降低其光电转换效率。另外，若玻璃经常暴露在较为恶劣的环境下(如风沙、雨水)，也会因为尘埃和水渍吸附在玻璃上导致透过率下降。随着玻璃在太阳电池等领域应用的不断增加，对玻璃的自清洁作用和降低光反射现象的要求越来越高。

现有技术中，降低玻璃光反射现象的方法有：在厚度为5mm的普通二氧化硅玻璃基体上生长60nm的低折射率氟化镁，再叠加10nm高折射率氧化铌，再叠加10nm高折射率氧化钛，再叠加60nm低折射率的二氧化硅，再叠加15nm中折射率的氮化硅。以上叠加薄膜形成折射率梯度改变，降低反射率，增加透过率。

即，目前，常用的玻璃减反射办法是镀多层功能薄膜，即高折射率、低折射率、高折射率、低折射率层层叠加来获得折射率渐变的膜层结构。这样的膜层结构势必会导致制备的复杂性和高成本。而且固定的氧化物薄膜有特定的折射率，只能通过多次叠加不同种类的薄膜调节整体折射率，但是这样会导致玻璃总体厚度上升，使得增加透过率的效果并不明显。另外，这种方法也不会使得玻璃具有自清洁效果。

此外，现有技术中，实现玻璃自清洁的技术方案有：用石英砂、氢氧化铝、纯碱、硼酸、方解石高温熔化烧结制备玻璃基板，使得玻璃基板具有二氧化硅表面，达到自清洁的作用。而烧结制备自清洁玻璃会导致成本上升，技术复杂且单一，不能应用在众多成品玻璃上。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种自清洁减反射薄膜的制备方法，该法一方面可以解决玻璃作为封装材料时，增加光线从空气入射到玻璃的透过率，另一方面，该法制备的玻璃具有超疏水结构，可以防止灰尘和水渍等沾污表面造成透过率下降。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自清洁减反射薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取清洗干净的玻璃基体，置于磁控溅射装置的腔室内，采用金属靶和二氧化硅靶共溅射，在玻璃基体上沉积金属颗粒和二氧化硅混合物薄膜；

步骤二：将沉积结束的玻璃基体浸入去金属溶液中，超声振荡0.5-1h，进行湿法刻蚀，获得二氧化硅薄膜；

步骤三：将去金属后的玻璃基体用流动水清洗干净，再浸入稀盐酸溶液中去除多余的碱液；

步骤四：将中和清洗后的玻璃基体取出，并采用流动水冲洗干净，表面吹干，置于退火炉中300-500℃退火1-2h，使二氧化硅薄膜结晶，最终在玻璃基体上得到具有孔洞结构的二氧化硅结晶态薄膜。