[发明专利]一种复合透明导电薄膜玻璃的制备方法

摘要

本发明涉及一种复合透明导电玻璃的制备方法，首先在溶胶‑凝胶法制备的二氧化硅过渡层龟裂缝隙中填充可溶性银盐，原位热分解生成纳米银粒子，进一步涂布掺氟氧化锡纳米溶胶，高温烧结得到纳米银网复合氧化锡透明导电薄膜。采取的技术方案包括龟裂的纳米二氧化硅过渡层制备、可溶性银盐填充、掺氟氧化锡凝胶薄膜制备和复合透明导电薄膜烧结四部分。本发明复合透明导电玻璃采用纳米银网复合掺氟氧化锡透明导电薄膜，具有透光率高和方块电阻低的特点，适合作为大面积薄膜太阳电池透明电极应用。

主权项

1.一种复合透明导电薄膜玻璃的制备方法，其特征是首先在溶胶‑凝胶法制备的二氧化硅过渡层龟裂缝隙中填充可溶性银盐，原位热分解生成纳米银粒子，进一步涂布掺氟氧化锡纳米溶胶，高温烧结得到纳米银网复合氧化锡透明导电薄膜，采取的技术方案包括龟裂的纳米二氧化硅过渡层制备、可溶性银盐填充、掺氟氧化锡凝胶薄膜制备、复合透明导电薄膜烧结四部分，具体步骤为：（1）将正硅酸乙酯、水和硝酸水溶液混合，控制原料摩尔比为：正硅酸乙酯：水：硝酸=1：20‑50：0.01‑0.1，在25‑40℃下搅拌反应1‑4 h，使正硅酸乙酯完全水解形成纳米二氧化硅水溶胶，纳米二氧化硅水溶胶的质量百分浓度为5%‑10%；将纳米二氧化硅水溶胶在室温下放置12‑24 h，使纳米二氧化硅聚合度增大，直到溶胶能够在玻璃片上提拉成膜，纳米二氧化硅粒子直径为5‑10nm；（2）在洁净的太阳电池玻璃上涂布纳米二氧化硅水溶胶过渡层，采用热风烘干；再在150℃下干燥3‑5分钟，二氧化硅凝胶膜表面形成大量规则的多边形龟裂缝隙，裂缝宽度20‑200nm，裂缝面积占膜层面积的2%‑20%，膜层厚度为100‑300nm；（3）在二氧化硅过渡层上涂布可溶性银盐的乙醇水溶液2‑3次，使可溶性银盐浸渍填充到二氧化硅膜龟裂缝隙中，再涂布乙醇溶液使龟裂缝隙填充均匀密实，控制原料的摩尔比为Sn：Ag =1：0.02‑0.1，在150℃下烘干，使可溶性银盐原位还原为银粒子，所述可溶性银盐是乙醛酸银、丙酮酸银或乙酰丙酮酸银；（4）向四氯化锡水溶液中加入氨水使锡盐水解，将形成的沉淀洗涤至无氯离子；将水合氧化锡沉淀物悬浮在去离子水中，加入含氟掺杂剂氟化铵或氢氟酸，再加入饱和草酸水溶液，使水合氧化锡沉淀在50‑60℃下完全胶溶，生成的掺氟氧化锡纳米溶胶pH为0.8‑1.5，掺氟氧化锡纳米溶胶的组成摩尔比为：Sn(OH)4：F：H2C2O4=1：0.2‑0.6：0.1‑0.4；向掺氟氧化锡纳米溶胶中加入聚氨酯乳液，使其质量百分浓度为0.01%‑0.2%，掺氟氧化锡纳米溶胶中二氧化锡质量百分浓度为4%‑5%；（5）在太阳电池玻璃过渡层上涂覆掺氟氧化锡溶胶2‑3遍，使凝胶薄膜厚度400‑600nm，在150℃下烘干得到掺氟氧化锡凝胶薄膜；（6）将镀膜玻璃基体加热到400℃，在400‑450℃时升温速度降低到3‑5℃/min，最后在500℃高温下烧结30分钟，使有机物完全分解，使氟原子掺杂进入氧化锡晶格中形成掺氟氧化锡，并使掺氟氧化锡结晶长大形成透明导电薄膜，原位生成的纳米银网与二氧化硅和氧化锡烧结在一起使过渡层龟裂缝隙填平，形成复合导电玻璃的可见光透光率为81%‑85%，方块电阻为0.2‑5Ω/□。