[发明专利]一种用于电致变色玻璃的透明导电玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种透明导电玻璃及其制备方法，特别是涉及一种用 于电致变色玻璃的透明导电玻璃及其制备方法。

背景技术

透明导电层是电致变色玻璃的重要膜层结构，用来做器件与外电 源之间的电接触，其作用是传导电子进入电致变色层，以及褪色时电 子通过透明导电层抽出电致变色层。

目前，工业化应用最多的是ITO透明导电薄膜，但是金属In是一 种稀有金属，比较稀缺、价格昂贵、成本高；并且In有毒，对环境 有污染且不利于环保，透明导电ITO层在现有电致变色玻璃成本中占 10％。所以，从长远来看，不利于可持续发展，因此有必要寻求一种 新的材料来替代ITO。

AZO薄膜已经完成在薄膜太阳能电池、隔热阻挡层、电加热除霜 防雾、压电材料、气敏传感器等领域的工业化生产，目前在电致变色 节能玻璃领域还处于研发阶段。

掺铝氧化锌(AZO)薄膜是一种透明导电膜，是一种直接带隙宽禁 带化合物半导体材料，禁带宽度达到3.37ev，对可见光有较高的透射 率，不易使电致变色材料活性降低。AZO膜的材料来源丰富，价格便 宜，无毒、无污染、与环境兼容等优点，此外，AZO膜的沉积速率高， 有利于提高规模化生产的效率；其陶瓷靶材的制作成本远远低于ITO 靶材的成本，所以在电致变色、太阳能电池、面板显示和防静电等领 域，被认为是最有可能替代ITO的薄膜材料。

AZO薄膜虽然也是n型半导体材料，但其透光率在可见光波段只 能达到75％左右，电阻率可达到3×10^-3Ω·cm，导电性能比ITO略 差。所以现在很多研究重点在于改变AZO性能。电致变色玻璃亟需 一种透过率高、导电性优异、膜层均匀性好的低成本导电玻璃作为基 板。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种膜层均匀、高透过率、低面电 阻的用于电致变色玻璃的透明导电玻璃。

本发明的第二个目的在于提供一种膜层均匀、高透过率、低面电 阻的用于电致变色玻璃的透明导电玻璃制备方法。

本发明的第一个目的可通过以下技术方案来实现：一种用于电致 变色玻璃的透明导电玻璃，其依次包括：玻璃基层、保护膜、增透膜 和透明导电膜，所述玻璃基层一侧表面利用真空磁控溅射技术镀有所 述保护膜，所述保护膜表面利用真空磁控溅射技术镀有所述增透膜， 所述增透膜表面利用真空磁控溅射技术镀有所述透明导电膜。

电致变色玻璃是指在电场作用下具有光吸收、透过的可调节性， 可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散。透明导电玻 璃是在玻璃表面制备一定功能结构，使其不仅具有导电性，同时具有 透光性。真空磁控溅射是指在真空环境下，利用等离子体辉光放电技 术，通过磁场束缚二次电子在靶表面特定区域，通过电子、离子碰撞 靶材，来实现高速溅射沉积的过程。

进一步的，所述透明导电膜为掺有稀土材料的AZO透明导电膜； 所述AZO为掺铝氧化锌，其中，氧化锌与铝的质量比为90:10；所述 稀土材料为钇、镧、钐、铈、钆、钕、铒、钪中的任意一种；所述稀 土材料的添加比例为所述AZO与所述稀土材料混合后总质量的 0.01％～5％，优选为0.3～2％；所述透明导电膜厚度为50～500nm。

进一步，所述增透膜是氧化钛增透膜、氧化铌增透膜、氧化锆增 透膜、氧化硅增透膜或氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化硅中的两种或 两种以上混合材料增透膜中的任意一种，所述增透膜厚度为1～85nm。

进一步，所述保护膜是氧化钛保护膜、氧化硅保护膜、氮化硅保 护膜、氮化钛保护膜或氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮化钛中的两种或 两种以上混合材料保护膜中的任意一种，所述保护膜厚度为5～50nm。

进一步，所述玻璃基层为普通浮法玻璃、超白浮法玻璃、着色玻 璃中的任意一种，所述玻璃基层的厚度为2～15mm；所述玻璃基层优 选为4～8mm的超白浮法玻璃。

本发明的第二个目的可通过以下技术方案来实现：一种用于电致 变色玻璃的透明导电玻璃制备方法，其包括如下步骤：(1)制备导电 膜材料靶；(2)清洗玻璃基层；(3)保护膜溅射；(4)增透膜溅射； (5)透明导电膜溅射；(6)退火处理得到成品透明导电玻璃；其中，