一种增强附着力的光电薄膜及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种增强附着力的光电薄膜，该薄膜结构包括衬底、界面修饰层和金属薄膜层，所述界面修饰层为一层、两层或数层，各层界面修饰层材料相同或不同；所述衬底为玻璃、石英、含铅玻璃、陶瓷、氧化锆、氧化铝、硅片、云母和塑料基片；所述界面修饰层为氧化硅，氧化铝，氧化锆、氧化钛或其两种或几种复合；所述金属薄膜层为铝、银、铜、金及各类金属合金。界面修饰层采用CVD、PVD或化学法如溶胶凝胶法制备；金属薄膜层采用PVD、CVD或化学电镀等方法制备。采用界面修饰层后，基片衬底与金属薄膜层附着性能明显提升，很好克服了金属薄膜层在基片衬底易脱落的弱点。该光电薄膜可应用于光电器件电极、光反射镜或抗电磁波干扰的防护层等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电薄膜领域，具体涉及一种增强附着力的光电薄膜及其在光电器件中的应用。
技术介绍
以铝、铜、银和金为代表的金属电极通常具有高电导率和高反射率等共同光电特性，被广泛地应用于太阳能电池、平面显示、电子电路、光学反射镜及其它光电器件与光电薄膜和抗电磁波等领域。金属银因反射率高和价格适中已广泛用于太阳能电池、显示领域、反射镜和水晶玻璃等镀膜领域。但是，金、银或铜化学活性较低，与衬底基片难以形成结合力良好化学键，通常需增加界面粗糙度以增强金属薄膜与衬底之间范德华力和机械咬合力，达到提高金属薄膜附着力目的。提高衬底表面粗糙度通常会增加光散射，并且特意强化的界面粗糙度需要化学或物理方法处理，将增加工艺成本和增加环境污染。如增加石英玻璃和硅片表面粗糙度，需要NaOH或者HF腐蚀处理。而HF属于强腐蚀的酸，对人体和环境危害极大，需要谨慎处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增强附着力的光电薄膜，该光电薄膜采用界面修饰层后，基片衬底与金属薄膜层附着性能明显提升，很好克服了金属薄膜层在基片衬底易脱落的弱点。可应用于光电器件电极、光反射镜或抗电磁波干扰的防护层等领域。实现本专利技术目的具体技术方案是：一种增强附着力的光电薄膜，特点是该薄膜具有衬底、在衬底上依次沉积界面修饰层和金属薄膜层结构，所述界面修饰层为一层、两层或数层，各层界面修饰层材料相同或不同；所述衬底为玻璃、石英、含铅玻璃、陶瓷、氧化锆、氧化铝、水晶玻璃、硅片、云母或塑料基片；所述界面修饰层为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镍、氧化镁、氧化铌、氧化铋或其两种或几种复合；所述金属薄膜层为金属或金属合金；其中，界面修饰层采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或者化学法制备修饰层前驱物，接着采用浸泡、旋涂、提拉、喷涂或刮涂方式在衬底表面沉积后再退火；或者，在所制备的修饰层前驱物中预先混入氧化物纳米颗粒，接着采用浸泡、旋涂、提拉、喷涂或刮涂方式在衬底表面沉积后再退火，或者，采用化学法制备的界面修饰层采用通入氮气、氧气、Ar、甲烷、乙炔、氢气、水汽或硅烷气体进行表面等离子体处理。所述化学法为溶液水解法和溶胶-凝胶法。所述金属薄膜层采用真空镀膜或者热喷镀方法把金属或金属合金沉积到界面修饰层后再退火，金属薄膜层为一层、两层或数层。所述金属或金属合金为Al、银、金或铜以及银合金、铜合金或银铜合金，金属合金为一元或多元合金。本专利技术的光电薄膜作为光电器件的阴极或阳极，应用于薄膜太阳能电池或其他光电器件，如光反射镜或抗电磁波干扰的防护层等方面的应用。本专利技术的光电薄膜能通过3M胶带附着性测试而无明显脱落。本专利技术的光电薄膜采用界面修饰层后，基片衬底与金属薄膜层附着性能明显提升，很好克服了金属薄膜层在基片衬底易脱落的弱点。可应用于光电器件电极、光反射镜或抗电磁波干扰的防护层等领域。整个制备环节采用环境友好型的溶剂，对人体或环境危害极少，能显著改善工作环境和降低环保处理难度和成本。采用真空CVD和PVD技术沉积修饰层，更是无有害溶剂排放，与电镀和化学镀技术相比，是典型的环保型技术。附图说明图1为本专利技术实施例1的光电薄膜截面示意图；图2为本专利技术实施例2的光电薄膜截面示意图；图3为本专利技术实施例3的光电薄膜截面示意图；图4 为本专利技术实施例4的光电薄膜在有机太阳能电池应用的截面示意图。具体实施方式本专利技术提供一种增强附着力的光电薄膜，它包括衬底、以及在衬底上覆盖界面修饰层和金属薄膜层。所述界面修饰层，先通过溶液水解法和溶胶-凝胶法制备修饰层材料前驱物，接着采用浸泡、旋涂、提拉、喷涂或刮涂等工艺在衬底表面沉积一层、两层或多层修饰层。所述界面修饰层，也可采用CVD或PVD技术，在衬底表面沉积一层、两层或多层修饰层。界面修饰层可采用退火方法进一步提高修饰层附着力。优选地，所述界面修饰层包括氧化硅，氧化铝，氧化锆、氧化钛、氧化镍、氧化镁、氧化铌、氧化铋以及它们复合材料等。优选的，所述的界面修饰层，可将氧化物纳米颗粒如氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝等预先混入溶液水解法和溶胶-凝胶法制备修饰层材料前驱物中，接着采用浸泡、旋涂、提拉、喷涂或刮涂等工艺在衬底表面沉积一层、两层或多层界面修饰层。本专利技术一种可增强附着力的光电薄膜包含界面修饰层。所述界面修饰层，为采用氮气、氧气、Ar、甲烷、乙炔、氢气、水汽、硅烷等进行表面等离子处理等方法，强化界面修饰层与金属薄膜层之间附着力。优选的，所述的界面修饰层处理气体为氧气、Ar、硅烷以及它们混合气体，可采用射频电源、直流电源或者交流电源产生等离子体，轰击衬底或者界面修饰层表面，提高界面修饰层与衬底以及界面修饰层与金属薄膜层之间附着性。本专利技术一种可增强附着力的光电薄膜包含金属薄膜层。所述金属薄膜层可采用真空镀膜如热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、阴极电弧等沉积金属薄膜层，也可采用热喷涂方法沉积金属薄膜层。金属薄膜镀膜后，经热退火工艺后处理能进一步增加金属薄膜层与界面修饰层之间附着力。优化选，所述的金属薄膜层材料包括Al、银、金、铜以及银合金、铜合金以及银铜合金等。本专利技术中，所述的衬底为玻璃、石英、含铅玻璃、陶瓷、水晶玻璃、氧化锆、氧化铝、硅片、云母和塑料等任意透明材料之任意一种。本专利技术中，金属薄膜层由金属或金属合金构成。其中，金属或金属合金构成的金属薄膜为铝、钛、铬、镍、铁、铜、银、金、银合金、铜合金以及银铜合金等一元或者多元合金形成的金属薄膜之任意一种。在一个具体实施方案中，本专利技术制备方法包括如下具体步骤：选用高透明玻璃衬底、先用清洁工艺把玻璃表面清洗干净，接着用NaOH溶液对玻璃进行表面粗化，然后烘干。接着采用涂覆工艺沉积界面修饰层并烘干或退火，接着真空镀膜金属层。优选的，金属或金属合金薄膜层可通过磁控溅射、真空热蒸发、电子束蒸发和激光沉积等方式制备，也可用打印、印刷和旋涂等方式制备。如制备光电薄膜层，先在衬底上覆盖一层、两层或多层界面修饰层，接着真空沉积金属薄膜层。为了提高衬底与界面修饰层，界面修饰层与金属薄膜层之间的附着力，衬底表面可通过等离子体处理、硅烷化学修饰、化学清洗粗化以及加衬底温度等提高与透明导电薄膜附着力。界面修饰层可采用等离子体处理、硅烷化学修饰、化学清洗粗化以及加衬底温度等提高与金属薄膜层附着力。结合以下具体实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术附着力增强的光电薄膜，从下至上依次包括衬底1、界面修饰层2、金属薄膜层3。其中，衬底1是玻璃，衬底1还可以是石英、含铅玻璃、陶瓷、水晶玻璃、氧化锆、氧化铝、硅片、云母和塑料等任意透明材料之任意一种。金属薄膜层3是银薄膜；还可以是铝、钛、铬、镍、铁、铜、银、金、银合金、铜合金以及银铜合金等一元或者多元合金形成的金属薄膜之任意一种。界面修饰层2是氧化铝层；还可以是氧化硅，氧化钛，氧化锆、氧化镍、氧化镁、氧化铌、氧化铋以及它们复合材料等。在具体实施方式中，界面修饰层还可以采用一层、两层或者多层叠加方法制得界面修饰层；修饰层前驱物材料中可以预先掺入氧化物如氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝等纳米材料。所述的衬底1还可采用通入氮气、氧气、Ar、甲烷、乙炔、氢气或水汽进行表面等离子体处理、或化学方法粗化提高界面修饰层附着力。所述的界面修饰层2还可采用通入氮气、氧气、Ar、甲烷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强附着力的光电薄膜，其特征在于，该薄膜具有衬底、在衬底上依次沉积界面修饰层和金属薄膜层结构，所述界面修饰层为一层、两层或数层，各层界面修饰层材料相同或不同；所述衬底为玻璃、石英、含铅玻璃、陶瓷、氧化锆、氧化铝、水晶玻璃、硅片、云母或塑料基片；所述界面修饰层为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镍、氧化镁、氧化铌、氧化铋其中一种或其两种或几种复合；所述金属薄膜层为金属或金属合金；化学法制备界面修饰层经退火后，采用真空镀膜工艺把金属或金属合金层沉积在界面修饰层上经再次退火获得光电薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种增强附着力的光电薄膜，其特征在于，该薄膜具有衬底、在衬底上依次沉积界面修饰层和金属薄膜层结构，所述界面修饰层为一层、两层或数层，各层界面修饰层材料相同或不同；所述衬底为玻璃、石英、含铅玻璃、陶瓷、氧化锆、氧化铝、水晶玻璃、硅片、云母或塑料基片；所述界面修饰层为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镍、氧化镁、氧化铌、氧化铋其中一种或其两种或几种复合；所述金属薄膜层为金属或金属合金；化学法制备界面修饰层经退火后，采用真空镀膜工艺把金属或金属合金层沉积在界面修饰层上经再次退火获得光电薄膜。2.根据权利要求1所述的光电薄膜，其特征在于所述界面修饰层采用化学气相沉积、物理气相沉积或者化学法制备修饰层前驱物，接着采用浸泡、旋涂、提拉、喷涂或刮涂方式在衬底表面沉积后再退火；或者，在所制备的修饰层前...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓红，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31