[发明专利]一种C3

说明书

本发明公开了一种C₃N₄改性的TCO玻璃及其制备方法，所述TCO玻璃为以硅板为基底的AZO玻璃，通过石墨相C₃N₄掺杂氧化锌制备得到含有氧化锌‑C₃N₄薄膜的TCO玻璃。本发明克服现有技术中TCO薄膜电阻率高的问题，采用的技术方案提高了TCO薄膜的载流子迁移率，使其同时具备低电阻率和高透光性；有效降低了TCO玻璃制作成本；制备方法简单，实验条件温和，无毒无副作物产生，成本低廉。

技术领域

本发明涉及导电玻璃领域，尤其是涉及一种C₃N₄改性的TCO玻璃及其制备方法。

背景技术

近年来，随着太阳能电池产业的兴起，尤其是发明薄膜电池的异军突起，作为薄膜电池的透明电极，发明TCO玻璃的需求越来越大，对TCO玻璃的制备方发明法也有了更深入的研究。随着对TCO的研究及应用日趋发展，对其导电机理与光学性能的研究也日益深入；但由于自身复杂的结构及掺杂机制，对其基本性质的了解还有很大欠缺，从而导致工艺实现性的不足。原材料掺杂比例和镀制厚度等工艺参数的变化都对其有明显的影响，需进一步通过大量反复试验所取得的经验数据来确定更有工艺性的参数。通过提高TCO薄膜的载流子迁移率，使TCO薄膜的低电阻率及高透过率这1对相互矛盾和相互制约的参数达到最为合理的组合，其也是扩大TCO薄膜应用范围及提高使用性能的一个主要研究方向。

g-C₃N₄，即石墨相C₃N₄，是一种非金属半导体，由地球上含量较多的C、N元素组成，该半导体具有类似石墨的层状结构,片层沿着c轴方向堆垛，由C、N元素sp杂化形成的C₃N₃环或者C₆N₇环构成，环和环之间通过N原子相连，形成无限扩展的平面，带隙约2.7eV，具有电子传输性能，抗酸、碱、光的腐蚀，稳定性好，结构和性能易于调控。

例如一种在中国专利文献上公开的新型结构的透明硅基薄膜太阳能电池结构及其制备方法其技术方案是：①在TCO玻璃上沉积本征硅薄膜层；②在本征硅薄膜层上沉积p型硅薄膜掺杂层；③在p型硅薄膜掺杂层上沉积TCO薄膜导电层，通过p型硅薄膜掺杂层与TCO玻璃形成内建电场，从而形成一种新型结构的透明薄膜太阳能电池。虽然该TCO玻璃结构透光度较高，但是其工艺较为复杂，且其薄膜电阻率较高，因此无法很好有效的应用。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中TCO薄膜电阻率高的问题，提供一种C₃N₄改性的TCO玻璃及其制备方法，通过C₃N₄掺杂改性来提高TCO薄膜的载流子迁移率，从而达到低电阻率的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种C3N4改性的TCO玻璃，所述TCO玻璃为以硅板为基底的AZO玻璃，通过石墨相C₃N₄掺杂氧化锌制备得到含有氧化锌-C₃N₄薄膜的TCO玻璃。g-C₃N₄具有类石墨烯结构，丰富的N含量使其具有优异的电子传输性能，利用g-C₃N₄掺杂氧化锌，能有效弥补氧化锌的导电性能低的问题，从而提高TCO玻璃的导电性能，此外单层g-C₃N₄几乎透明，复合TCO玻璃对导电性及透光率的要求，使其同时具备低电阻率和高透光性的特点，提高TCO玻璃的性能。g-C₃N₄制备方法简单繁多，原料来源广泛低廉，采用g-C₃N₄氧改性化锌节约了TCO玻璃制作成本。

作为优选，一种C₃N₄改性的TCO玻璃的制备方法，所述方法包括以下步骤：