[发明专利]等离子体轰击制备绒面氧化锌透明导电镀膜玻璃的装置

说明书

技术领域

ZnO绒面透明导电玻璃及其制备方法属于薄膜太阳能光伏电池领域。ZnO绒面导电玻璃是实现光伏建筑一体化的关键材料，是提高硅薄膜太阳能光伏电池转换率的重要前提。

本发明具体涉及一种用等离子体轰击制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃装置，其特征在于(1)在磁控溅射镀膜的工艺流程中增加等离子体源产生装置；(2)用等离子体源产生的等离子体首先对玻璃基片进行前轰击处理，在玻璃表面形成绒面；(3)用等离子体轰击磁控溅射镀制的ZnO膜面，形成ZnO绒面透明导电玻璃。此发明属于玻璃加工、薄膜太阳能光伏电池和光伏建筑一体化领域。

背景技术

透明导电镀膜玻璃通常用在薄膜太阳能电池、液晶显示器、等离子显示的前电极中，其中绒面结构的玻璃基氧化物透明导电膜能够对入射到其表面的可见光反射、折射和散射，将光线分散到各个角度，从而增加光在薄膜太阳电池吸收层的光程，增加薄膜对光的吸收量。因此，绒面结构的玻璃基氧化物透明导电膜是提高硅薄膜太阳能光伏电池转换率的重要前提，也是实现光伏建筑一体化的关键材料。

目前已经有CVD方法产业化生产掺氟二氧化锡(FTO)绒面透明导电玻璃。但是，FTO薄膜有毒、价格昂贵、成本高，产业化生产过程中形成的废气会造成大气污染；特别是在沉积硅薄膜时，Sn⁴⁺容易被氢等离子体还原，降低硅薄膜太阳能光伏电池的性能，限制了它在硅薄膜太阳电池中的使用。

ZnO透明导电薄膜价格便宜，原材料丰富，具有氧化物透明导电膜的特点和用途，特别是在氢等离子体环境中具有良好的稳定性，是掺氟二氧化锡绒面透明导电玻璃的替代品，受到了广泛的重视。通过文献检索发现，目前制备ZnO绒面透明导电膜的方法有：一是先用磁控溅射工艺在玻璃上镀光滑的ZnO薄膜，然后离线用酸腐蚀的方法形成绒面；二是在高的基片温度和高的溅射气压环境下沉积ZnO薄膜，产生绒面。到目前为止，还没有用等离子体轰击方法制备绒面透明导电镀膜玻璃的发明。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提出了一种用等离子体轰击制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃装置。利用等离子体对玻璃基片和镀制的膜层进行轰击处理，得到性能良好的ZnO绒面透明导电玻璃。

技术方案：本发明的等离子体轰击制备绒面氧化锌透明导电镀膜玻璃的装置，在同一条轴线上依次设有屏蔽罩装置、产生离子源电源引线、气体离化室、等离子体出口、气体和离子分离区、套管、离子体出口，屏蔽罩装置套在产生离子源电源引线的外部，壳体套在气体离化室、等离子体出口、气体和离子分离区的外部，电磁装置套在壳体的外部，法兰位于套管外侧，聚焦电极连接在法兰上，聚焦电压源与聚焦电极连接，聚焦等角度变动装置壳体的外部，气体入口位于壳体的外部。等离子体源产生等离子体轰击玻璃基片的角度可在法线方向±90°可调。聚焦电压源在真空度为1.0×10^-2～1Pa环境下，电离气体的电压为100～10000伏、离子聚焦电压为100～10000伏和等离子体束流为≤500μA可调；等离子体轰击玻璃基ZnO透明导电膜的气体电离电压为100～10000伏、离子聚焦电压为100～10000伏和等离子体束流为≤500μA可调。

本发明是通过在溅射镀ZnO薄膜前、后，安装等离子体源(安装在前期处理、后期处理处，见图1)。利用等离子体对玻璃基片和镀制的膜层进行轰击处理，得到性能良好的ZnO绒面透明导电玻璃。

等离子体源安装在溅射镀膜前、后，等离子体首先对玻璃基片进行前处理轰击，在玻璃表面形成绒面；然后再溅射镀ZnO薄膜；最后再用等离子体轰击ZnO膜面，形成ZnO绒面透明导电玻璃。

等离子体源装置安装和使用方法特征包括如下步骤：

1)等离子体源安装在真空环境下，本身的部件在真空环境下不能变质；

2)根据玻璃的运行速率和绒度要求调整等离子体轰击出射角度；采用高纯氩气做离子源。

有益效果：本发明的特征在于采用等离子体轰击制备绒面ZnO透明导电镀膜玻璃装置，用等离子体轰击ZnO膜形成ZnO绒面透明导电玻璃，不采用酸腐蚀ZnO膜面来形成绒面结构，可以在线一体化连续生产ZnO绒面透明导电玻璃，避免了废酸对水源的污染。

附图说明

图1为ZnO绒面透明导电玻璃(TCO)生产流程示意图；

图2为本发明所使用的产生等离子体源装置的结构正视图；

图3为本发明所使用的产生等离子体源装置的结构俯视图；