專利名稱：一種生產tco鍍膜玻璃的方法
技術領域：
本發明涉及ー種光電領域常用玻璃的方法，尤其涉及ー種TCO鍍膜玻璃的方法、以及所述方法生產的TCO鍍膜玻璃。
背景技術：
TCO玻璃，即透明導電氧化物鍍膜(Transparent conducting oxide)玻璃,是在平板玻璃表面通過物理或者化學鍍膜的方法均勻鍍上ー層透明的導電氧化物薄膜，TCO玻璃因其透明、導電的優異性能而應用廣泛，可以應用在太陽能薄膜電池、顯示器、熱反射鏡、透明表面發熱器、柔性發光器件及雷達屏蔽保護等領域。TCO玻璃首先被應用于平板顯示器中，近幾年，晶體硅價格的上漲極大地推動了薄膜太陽能電池的發展，目前薄膜太陽能電池占世界光伏市場份額已超過10%，光伏用TCO玻璃作為電池前電極的必要構件，市場需求迅速增長，成為了ー個炙手可熱的高科技鍍膜玻璃產品。
目前TCO玻璃エ藝主要有超白浮法玻璃生產、TCO鍍膜，其中，超白浮法玻璃生產エ藝難度較高，國內僅有少數企業能夠生產。磁控濺射鍍膜技術經過幾十年的發展，已進入相對成熟階段，并且在鍍膜玻璃的生產過程中獲得了廣泛的應用，如專利CN101781092B公開的制作透明導電膜玻璃的方法，采用素玻璃基板，以真空濺射的方法進行鍍膜得到鈉鈣玻璃或硼硅玻璃，然后對非鍍膜面進行化學刻蝕減薄。采用真空磁控濺射后刻蝕エ藝，具有尺寸大(大于2200_X2600mm)、膜厚分布均勻等特征，更重要的是，刻蝕エ藝可以根據后續薄膜電池需求自由設計膜層的微觀形貌和光學性能。根據薄膜電池的應用需求，TCO玻璃需要具備特定的微觀形貌、良好的均勻性和一定的機械強度，這對鍍膜エ藝提出了較高的要求，目前真空濺射法生產TCO鍍膜玻璃的方法主要步驟包括對玻璃基板進行預熱至濺射エ藝溫度，然后在濺射鍍膜過程中保持恒定的エ藝溫度，以AZO鍍膜玻璃為例，濺射鍍膜溫度一般為240°C條件下連續鍍膜，這就要求整個真空腔的腔室內除了陰極區需要完全布置加熱器，包括升溫和降溫過程，最大程度上降低加熱不均勻對TCO鍍膜玻璃的均勻性和物理性能帶來不利影響。陰極區的特殊結構導致了基板表面具有完全不同于預設值エ藝溫度的溫度場分布，從而影響了 TCO玻璃的物理性能分布的均勻性，并且完全覆蓋型的加熱器的布置、以及連續的電加熱過程提高了鍍膜玻璃的生產成本，不利于實現高品質、低成本TCO鍍膜玻璃的生產。
發明內容
針對目前TCO鍍膜玻璃生產過程中存在的上述問題，本發明提供了ー種低溫鍍膜、高溫退火的TCO鍍膜玻璃生產方法。本發明的第一個目的是提供一種生產TCO鍍膜玻璃的方法，步驟包括
步驟I，環境溫度下進行真空濺射鍍膜；
步驟2，真空退火，退火溫度為5(T500°C，退火時間為5 150min。
其中，所述退火溫度優選為10(T40(TC，退火時間優選為l(Tl20min。其中，所述退火溫度更優選為15(T350°C，退火時間更優選為15飛Omin。其中，所述退火溫度最優選為25(T350°C，退火時間最優選為30min。本發明上述方法中，環境溫度指的是實施所述方法的地點的溫度，無需專門進行加熱，但是本領域技術人員能夠理解的是，真空濺射鍍膜過程中，因為濺射設備產生的熱量而可能導致的溫度升高是允許的，并且應當包含在本發明范圍內。一般情況下，所述環境溫度優選為-1(T40°C，更優選為1(T35°C，更優選為15 30°C，如20°C、25°C。本發明上的方法中，所述鍍膜的膜材料包括In、Sn、Zn、Cd等金屬氧化物中的任意ー種或幾種。在本發明所述方法的一種優選實施例中，所述TCO鍍膜玻璃為IT0、FT0、AZ0鍍膜 玻璃中的任意ー種或幾種，并優選為AZO鍍膜玻璃。本發明的第二個目的是提供ー種上述任意方法生產的TCO鍍膜玻璃。本發明提供的生產TCO鍍膜玻璃的方法，采用低溫濺射鍍膜、然后集中高溫退火的方法，能夠有效降低玻璃基板表面溫度變化對TCO鍍膜玻璃物理性能的影響；同時，對TCO鍍膜玻璃集中退火的方法能夠減小電加熱裝置安裝數量和連續生產時間，降低TCO玻璃的生產成本。
圖1，本發明150°C退火、與常規エ藝得到的TCO鍍膜玻璃透光率對比；
圖2，本發明250°C退火60min和30min、以及常規エ藝TCO鍍膜玻璃透光率對比；
圖3，本發明350°C退火、與常規エ藝得到的TCO鍍膜玻璃透光率對比。
具體實施例方式本發明提供了ー種新的生產TCO鍍膜玻璃的方法，包括兩個步驟步驟1，環境溫度下的TCO薄膜真空濺射生產過程；步驟2，對TCO鍍膜玻璃進行一定溫度和一定時間的連續退火過程。本發明所述的方法，通過對鍍膜過程和加熱過程進行分步驟完成，避免了濺射鍍膜過程中的加熱對TCO鍍膜玻璃物理性能分布均勻性的影響，有助于提高TCO鍍膜玻璃的品質，降低生產成本。根據需要，將上述方法得到的TCO鍍膜進行化學刻蝕，以得到所需的膜層微觀形貌和光學性能。以AZO鍍膜玻璃為例，在室溫環境下，真空濺射鍍膜制備AZO薄膜，包括中頻濺射ZnAl金屬靶、AZO陶瓷平面靶和管狀螺旋靶；特別是采用AZO陶瓷靶和直流濺射エ藝。當膜厚設計為850nm吋，AZO鍍膜玻璃的方塊電阻達到31歐姆，380_1100nm范圍內的透光率為75. 4%。設置真空退火溫度100-400°C、時間10_120min，能夠有效地改善AZO鍍膜玻璃的方塊電阻和透光率。為了有利于AZO玻璃的連續生產，本發明設置退火溫度150_350°C、退火時間15-60min，能夠實現AZO玻璃方塊電阻達到18. 5-14歐姆、透光率為78_81%，這已經達到了常規エ藝(即240°C加熱溫度下連續鍍膜)鍍制AZO玻璃的性能指標。另外，本發明最有效的退火エ藝條件為250-350°C、30min，在此情況下，可以實現較好的性能和低的生產成本。下面參照附圖，通過具體實施例對本發明所述生產TCO鍍膜玻璃的方法進行詳細的介紹和描述，以使更好的理解本發明內容，但是應當理解的是，下述實施例并不限制本發明范圍。實施例I
步驟I，室溫條件下，采用AZO陶瓷靶和直流濺射エ藝真空濺射鍍制備AZO薄膜。薄膜厚度設計為850nm。步驟2，真空退火，退火溫度為150°C，退火時間為60min。測試ZAO鍍膜玻璃的方塊電阻為16. 5歐姆。 圖I為本實施例生產得到的AZO鍍膜玻璃(150°C，退火60min)與常規エ藝、以及TCO常溫鍍膜(鍍膜過程不加熱，并且不進行退火)得到的AZO鍍膜玻璃進行透光度的對比，從圖中可以看出，本實施例得到的AZO鍍膜玻璃透光度在75°/Γ90%范圍內，與常規エ藝制得的AZO鍍膜玻璃透光度相比沒有明顯差異，而常溫鍍膜得到的AZO鍍膜玻璃透光度最差。實施例2
步驟I，室溫條件下，采用AZO陶瓷靶和直流濺射エ藝真空濺射鍍制備AZO薄膜。薄膜厚度設計為850nm。步驟2，真空退火，退火溫度為250°C，退火時間為60min。測試ZAO鍍膜玻璃的方塊電阻為14. 5歐姆。實施例3
步驟I，室溫條件下，采用AZO陶瓷靶和直流濺射エ藝真空濺射鍍制備AZO薄膜。薄膜厚度設計為850nm。步驟2，真空退火，退火溫度為250°C，退火時間為30min。測試ZAO鍍膜玻璃的方塊電阻為14. 5歐姆。圖2為實施例2和3生產得到的AZO鍍膜玻璃(250°C，退火60min、以及250°C，退火30min)與常規エ藝得到的AZO鍍膜玻璃進行透光度的對比，從圖中可以看出，本實施例得到的AZO鍍膜玻璃透光度在75°/Γ90%范圍內，與常規エ藝制得的AZO鍍膜玻璃透光度相比沒有明顯差異。實施例4
步驟I，室溫條件下，采用AZO陶瓷靶和直流濺射エ藝真空濺射鍍制備AZO薄膜。薄膜厚度設計為850nm。步驟2，真空退火，退火溫度為350°C，退火時間為30min。測試ZAO鍍膜玻璃的方塊電阻為13歐姆。圖3為本實施例生產得到的AZO鍍膜玻璃(350°C，退火30min)與常規エ藝得到的AZO鍍膜玻璃進行透光度的對比，從圖中可以看出，本實施例得到的AZO鍍膜玻璃透光度在75°/Γ90%范圍內，與常規エ藝制得的AZO鍍膜玻璃透光度相比沒有明顯差異。本發明上述實施例中僅以AZO玻璃為例進行了介紹，但是本領域技術人員可以能夠根據本發明上述內容得知，本發明同樣適用于ΙΤ0、FTO鍍膜玻璃的生產，相應地，所述鍍膜材料可以是In、Sn、Zn、Cd等金屬氧化物中的任意ー種。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和 替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種生產TCO鍍膜玻璃的方法，其特征在于，步驟包括 步驟I，環境溫度下進行真空濺射鍍膜； 步驟2，真空退火，退火溫度為5(T500°C，退火時間為5 150min。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述退火溫度為10(T40(TC，退火時間為l(Tl20min。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述退火溫度為15(T350°C，退火時間為15 60mino
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述退火溫度為25(T350°C，退火時間為30mino
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述鍍膜的膜材料包括In、Sn、Zn、Cd等金屬氧化物中的任意一種或幾種。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述TCO鍍膜玻璃為ΙΤ0、FT0,AZO鍍膜玻璃中的任意一種或幾種。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述TCO鍍膜玻璃為AZO鍍膜玻璃。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述環境溫度為-1(T40°C。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述環境溫度為1(T35°C。
10.一種如權利要求I所述方法制備的TCO鍍膜玻璃。
全文摘要
本發明提供了一種生產TCO鍍膜玻璃的方法，步驟包括步驟1，環境溫度下進行真空濺射鍍膜；步驟2，真空退火，退火溫度為50~500℃，退火時間為5~150min。發明所述的方法，通過對鍍膜過程和加熱過程進行分步驟完成，避免了濺射鍍膜過程中的加熱對TCO鍍膜玻璃物理性能分布均勻性的影響，有助于提高TCO鍍膜玻璃的品質，降低生產成本。
文檔編號C03C17/245GK102826763SQ20121036013
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者何光俊, 方立, 姚志濤, 馬文政, 劉亞南 申請人:上海北玻玻璃技術工業有限公司, 上海北玻鍍膜技術工業有限公司, 洛陽北方玻璃技術股份有限公司