[发明专利]一种在钙钠玻璃表面形成耐久性双层减反射薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃镀膜技术领域，具体涉及一种在钙钠玻璃表面形成耐久性双层减反射薄膜的方法。

背景技术

钙钠玻璃作为最常用的玻璃类型，广泛应用于消费电子、光伏器件、建筑物、汽车工业等众多领域。但是，钙钠玻璃也有其缺点和不足：一方面，由于与空气之间的折射率差异，导致在其表面会产生8%左右的反射损失，影响透过率；另一方面，在大气中尤其是在潮湿的环境中，空气里水分中的H⁺离子会与钙钠玻璃中的碱金属离子发生交换，同时破坏其中的Si-O-Si网络结构，导致钙钠玻璃被腐蚀，寿命降低。因此，有必要开发同时具有减反射效果及耐久性的钙钠玻璃，从而进一步拓展其应用领域。

为了降低钙钠玻璃表面的反射损失，常用的解决方式是在钙钠玻璃表面上涂覆一层或多层薄膜材料作为减反射膜薄膜。Thomas I M（High laser damage threshold porous silica antireflective coating，Applied Optics，1986，25: 1481-1483）制备了单层多孔SiO₂减反膜，透过率提高了7~8%，但这种高孔隙率的疏松薄膜存在的问题是耐久性能较差，同时易受外部环境的污染。公开号为CN101805135A的中国发明专利申请中提到采用溶胶-凝胶方法在光伏玻璃上制备双层减反膜，与单层多孔减反膜相比，在对提高太阳能电池功率有益的可见光波段有更高的透过率。对于多层减反膜体系，减反效果及耐久性能受膜系的设计及薄膜的沉积方法影响较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种成本低、适合大规模应用的在钙钠玻璃表面形成耐久性双层减反射薄膜的方法，采用该方法在钙钠玻璃表面形成的双层薄膜具有优良的减反射效果和耐久性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在钙钠玻璃表面形成耐久性双层减反射薄膜的方法，包括以下步骤： 

1）在反应腔中通入金属氧化物的前驱体和水蒸气发生反应得到反应产物，采用原子层沉积法将反应产物同时沉积在钙钠玻璃基底的两个表面得到高折射率氧化物薄膜，沉积过程中钙钠玻璃基底的温度为25~300℃，反应腔中沉积室的气压为100~150Pa；

2）以硅源、溶剂及催化剂为原料，配制硅溶胶；

3）采用涂覆技术将步骤2）中配制得到的硅溶胶涂覆于步骤1）中得到的钙钠玻璃基底的表面，从而在高折射率氧化物薄膜上再形成SiO₂薄膜；

4）最后对钙钠玻璃表面的高折射率氧化物薄膜和SiO₂薄膜进行固化处理，得到具有耐久性双层减反射薄膜的钙钠玻璃。

优选地，在步骤1）中，所述的金属氧化物的前驱体为异丙醇钛、二甲基锌、四氯化锆、三甲基铝中的一种。

优选地，在步骤1）和步骤3）中，所述的高折射率氧化物为TiO₂、ZnO、ZrO₂、Al₂O₃中的一种。

优选地，在步骤2）中，所述的硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一种或两种，所述的溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、乙醇胺、二乙醇胺中的一种或几种，所述的催化剂为盐酸、氨水中的一种。

优选地，在步骤2）中，所述的硅源、溶剂与催化剂的摩尔比为1 : 40~90 : 0.005~0.01。

优选地，在步骤3）中，所述的固化处理的温度为150~350℃，时间为0.5~2小时。

优选地，在步骤3）中，所述的涂覆技术为提拉法、旋涂、喷涂、辊涂中的一种。

优选地，在步骤1）中，所述的高折射率氧化物薄膜的厚度为10~50nm。

优选地，在步骤3）中，所述的SiO₂薄膜的厚度为80~150nm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：               

1、采用本发明方法处理后的钙钠玻璃，具有由高折射率氧化物薄膜和SiO₂薄膜组成的双层减反射薄膜，高折射率氧化物薄膜的厚度为10~50nm，SiO₂薄膜的厚度为80~150nm，在钙钠玻璃基底和SiO₂薄膜之间形成有高折射率氧化物薄膜，可以有效调控钙钠玻璃表面的双层减反射薄膜在可见光波段的减反特性。